Molekulární biologové si rádi hrají s „laboratorním mazlíčkem,“ bakterií mnoha tváří E. coli. Tentokrát si ji vzali do parády badatelé výzkumného ústavu MRC Laboratory of Molecular Biology v britské Cambridgi a udělali fascinující kmen s radikálně ořezaným genetickým kódem, který nese jméno Syn57.
O Syn57 se mluví jako o „syntetické bakterii,“ což je samozřejmě pravda jen z části. Syn57 má do jisté míry syntetický genom o velikosti 4 Mb, což je samozřejmě úctyhodné, ale zbytek bakterie syntetický není. Na molekulární 3D tiskárny si asi ještě počkáme. Každopádně platí, že Syn57 má jen 57 kodonů, z nichž 55 kóduje 20 kanonických aminokyselin živých organismů a 2 stop kodony.
Ačkoliv se o tom málo ví, neexistuje jen jeden genetický kód, tj. „šifrovací tabulka,“ která překládá mRNA do proteinů. Matička příroda jich vymyslela spoustu. Známe jich desítky různých a nejspíš existuje ještě dost dalších, ale obvykle to jsou jen kosmetické variace toho hlavního, takzvaného univerzálního kódu. Počet kodonů mají všechny tyto přírodní genetické kódy zhruba stejný, tj. 64 kodonů. Proto je Syn57 pořádný průlom.
Genetický kód očividně není žádný pečlivě navržený projekt. Vytesala ho evoluce, která si moc nedělá vrásky s elegancí ani s efektivitou. Ve všech svých přírodních variantách je genetický kód rozmařile redundantní. Jason Chin a jeho kolegové, kteří ve svém předešlém projektu vytvořili bakterii Syn61 se 61 kodony, tentokrát eliminovali celkem 7 redundantních kodonů: 4 pro serin, 2 pro alanin a 1 stop kodon.
Chinův tým to udělal tak, že přepsal přes 101 tisíc výskytů nahrazovaných kodonů v genomu E. coli. Ani s nejmodernějšími nástroji molekulární biologie to není legrace, takže si pro usnadnění práce rozsekali genom na 38 kusů, zhruba po 100 tisících bází. Použili k tomu metodu uREXER (Replicon Excision Enhanced Recombination), která kombinuje editor CRISPR/Cas9 a virové enzymy. Přepsané kusy genomu nakonec spojili dohromady a vznikl kmen Syn57.
Proč takový povyk kolem bakterie s komprimovaným genetickým kódem? Je to jasná přihrávka biotechnologiím. Replikační aparát stále umí s uvolněnými kodony pracovat. Teď je bude možné využít pro nekanonické aminokyseliny a syntetizovat rozmanité zvláštnosti.
##seznam_reklama##
Další věc je, že autoři Syn57 věří, že taková bakterie bude imunní ke spoustě virů, což vyřeší nejhorší problémy biotechnologického průmyslu, který viry připravují o zisky. Autor textu si k tomu ovšem dovolí poznamenat, že je hodně naivní čekat, že se viry sbalí a s pláčem zmizí. Tyhle brutální entity okamžitě začnou hledat, a nakonec najdou způsob, jak bakterie typu Syn57, které pro ně budou ohromně lákavým zdrojem, vykostit.
Video: A Virus-Resistant Organism -- and What It Could Mean for the Future | Jason W. Chin | TED
Video: Scientist Stories: Jason Chin, Reprogramming the Genetic Code
Literatura