Synteza genomu to procedura, w wyniku której powstaje jedna lub więcej cząsteczek DNA (chromosomów) zawierających łącznie pełną informację genetyczną danego organizmu. Synteza ludzkiego genomu, przykładowo, polegałaby więc na fizycznym wytworzeniu w laboratorium wszystkich ludzkich chromosomów, cegiełka po cegiełce („cegiełką” DNA jest pojedyncza para zasad azotowych – nukleozydów), które po wprowadzeniu do żywej komórki ludzkiego ciała pozwalałyby na jej poprawne funkcjonowanie. Projekt Sc2.0 dotyczy drożdży (Saccharomyces cerevisiae – stąd nazwa) – tych samych, które stosujemy w wypiekach. S. cerevisiae jest też jednym z organizmów modelowych biologii, jak muszka drozofila.
Dzięki rozwojowi techniki syntetyzowania coraz dłuższych cząsteczek DNA możliwe jest już odtwarzanie całych genomów prostych organizmów. W 2008 r. opisano syntezę pełnego genomu (o długości 580 tys. par zasad) bakterii mykoplazmy, a w 2011 r. – wprowadzenie owego syntetycznego DNA do komórki bakteryjnej. Opisany w „Science” projekt polega na odtworzeniu wszystkich 16 różnych chromosomów drożdży, mających łącznie długość 14 mln par zasad. Na razie ogłoszono odtworzenie i przetestowanie pięciu z nich.
Co ciekawe, autorzy projektu od początku traktują to jako doświadczenie z zakresu szerszej dziedziny „biologii syntetycznej”. Nie poprzestają na bezmyślnym skopiowaniu genomu, lecz wprowadzają do niego modyfikacje. Przykładowo, przy odtwarzaniu chromosomu nr 5 – czego, nawiasem mówiąc, podjęli się studenci Uniwersytetu w Tiencin w ramach zaliczenia zajęć z inżynierii biochemicznej – usunięto 30 „niepotrzebnych” segmentów niekodujących żadnych genów, a będących prawdopodobnie genetycznymi „bliznami” po dawnych infekcjach wirusowych (tzw. transpozony) i 10 intronów, czyli „wstawek” w geny, które i tak są przez organizm wycinane. Łącznie w ramach projektu Sc2.0 genom drożdży ma zostać odchudzony o ok. 8 proc. Informatycy określają to jako optymalizację kodu.
Bo o to właściwie chodzi. Rzeczywiste DNA żywych organizmów jest zachwaszczone, nadmiarowe i nieoptymalne – jak wiele wytworów ewolucji. Ba! Sam kod genetyczny można „udoskonalić”. Straszne? Cóż, a czym właściwie jest medycyna, jeśli nie sprzątaniem po ewolucji? Teraz robimy to po prostu na całość, ingerując na poziomie projektu, a nie jego realizacji. ©
„Tygodnik Powszechny” – jedyny polski tygodnik społeczno-kulturalny.
30 tys. Czytelniczek i Czytelników. Najlepsze Autorki i najlepsi Autorzy.
Wspólnota, która myśli samodzielnie.
Artykuł pochodzi z numeru TP 12/2017
