Mokslininkai pakeitė gyvybės kodą: nauja bakterija gali perrašyti medicinos ateitį, tai keičia viską

Tai reiškia, kad mokslininkams pavyko pašalinti perteklines sekas, paliekant tik būtinas baltymų sintezei. Nors ši bakterija auga keturis kartus lėčiau nei natūralūs jos giminaičiai, ji atveria milžiniškas galimybes tiek medicinoje, tiek farmacijos pramonėje, tiek net elektronikos srityje. 

Genetinis kodas sudarytas iš keturių raidžių, kurios žymimos A, T, G ir C. Ląstelė jas skaito po tris, todėl susidaro vadinamieji kodonai. Kiekvienas toks tripletas koduoja konkretų aminorūgšties tipą, iš kurių vėliau sudaromi baltymai. Per milijardus metų gyvenimas Žemėje rėmėsi 64 kodonais, nors baltymams formuoti reikia tik 20 skirtingų aminorūgščių. 

Tai reiškia, kad dalis kodonų yra tarsi atsarginiai. Dar šeštajame dešimtmetyje mokslininkai išsiaiškino, kurie kodonai ką reiškia, ir jau tada kilo mintis, jog nereikalingus galima pašalinti, taip supaprastinant sistemą.

Pirmieji žingsniai link supaprastintos ląstelės

2010 metais mokslininkai pirmą kartą paskelbė apie dirbtinai sukurtą bakterinę ląstelę. Tai buvo didžiulis žingsnis, tačiau joje vis dar buvo naudojami visi 64 kodonai. Tik 2019 metais Kembridžo universiteto tyrėjams pavyko perkurti E. coli genomo grandinę taip, kad ji funkcionuotų su 61 kodonu. 

Tai įrodė, jog gyvybė gali sėkmingai egzistuoti su sumažintu genetiniu kodu. Naujausias žingsnis buvo dar drąsesnis, tai „Syn57“ naudoja tik 57 kodonus, todėl ši bakterija laikoma turinčia efektyviausią genetinę struktūrą iš visų žinomų organizmų. 

Norint sukurti „Syn57“, mokslininkams teko atlikti itin tikslų darbą. Jie pakeitė daugiau nei 101 tūkstantį genetinio kodo eilučių. Bakterija buvo suprojektuota nuo nulio, sąmoningai išvengiant tam tikrų perteklinių kodonų. 

Kiekviename žingsnyje buvo stebima bakterijos būklė, kad būtų užtikrinta, jog ji vis dar gali funkcionuoti. Tyrėjai išbandė daugybę strategijų mažais genomo fragmentais, kol galiausiai pavyko suderinti visą sintetinį genomą. Nors procesas užtruko ir kėlė daug abejonių, rezultatas parodė, kad tokia gyvybės forma gali išlikti.

Vienas svarbiausių „Syn57“ privalumų yra jos atsparumas virusams. Natūraliai egzistuojantys virusai negali perskaityti supaprastinto genetinio kodo, todėl jie nesugeba užkrėsti šios bakterijos. Tai ypač svarbu vaistų gamyboje, nes virusai dažnai sukelia milžiniškų nuostolių, užteršdami biotechnologinius procesus. 

Be to, supaprastintas kodas suteikia papildomos erdvės įterpti kitų aminorūgščių, kurios galėtų būti pritaikytos naujų vaistų kūrimui ar net elektronikos srityje, kur biologinės medžiagos jau dabar naudojamos kuriant pažangias technologijas.

Ateities perspektyvos

Šiuo metu „Syn57“ vystosi lėčiau nei įprastos bakterijos, tačiau tai laikoma laikinu iššūkiu. Mokslininkai tęsia darbus, siekdami optimizuoti jos augimo greitį ir stabilumą. Jei tai pavyks, ši bakterija gali tapti kertiniu įrankiu biotechnologijoje. 

Ji galėtų užtikrinti pigesnę ir patikimesnę vaistų gamybą, sumažinti priklausomybę nuo pažeidžiamų gamybos procesų ir atverti kelią naujų technologijų plėtrai. „Syn57“ yra istorinis žingsnis genetinės inžinerijos srityje. Ji parodė, kad gyvybę galima pertvarkyti taip, kad ji taptų atsparesnė, paprastesnė ir kartu universalesnė.

Šis atradimas gali iš esmės pakeisti mūsų požiūrį į tai, kas yra įmanoma biologijoje. Jei ateityje pavyks dar labiau patobulinti šį organizmą, jis gali tapti raktu į naują medicinos, farmacijos bei technologijų erą.