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Gli scienziati della vita artificiale hanno risvegliato batteri sintetici
Circa sei anni fa, i ricercatori americani hanno presentato un batterio con materiale genetico completamente sintetizzato artificialmente. Il discorso era anche di "vita artificiale". Gli scienziati hanno ora fatto un altro passo: hanno prodotto un batterio che contiene solo geni assolutamente vitali.
Di quanti geni ha davvero bisogno una creatura vivente
Un totale di 473 geni ha bisogno almeno di un essere vivente. Almeno questo è vero per i batteri, come i ricercatori americani hanno scoperto intorno a Craig Venter. Gli scienziati del "J. Il Craig Venter Institute e colleghi dell'Università della California-San Diego, Synthetic Genomics e National Institute of Standards and Technology riportano nella rivista Science che questi geni controllano tutti i processi vitali in condizioni ambientali ottimali Lascia crescere i batteri. Come riportato nella rivista scientifica "Nature", i ricercatori hanno progettato batteri con un materiale genetico minimo generato artificialmente e permesso di crescere in laboratorio. Secondo un'agenzia di stampa dpa, il genoma del batterio chiamato "JCVI-syn3.0" è più piccolo di quello di qualsiasi cellula naturale, che replica autonomamente. In base a questo, è più facile indagare su quali geni e quali funzioni sono essenziali per la vita.
I ricercatori americani hanno creato un batterio con un genoma minimo che contiene solo geni assolutamente vitali. (Immagine: blobbotronic / fotolia.com) I risultati sono "non così rilevanti" secondo gli esperti tedeschi
Secondo le stime attuali, un essere umano ha più di 20.000 geni, molti animali e piante ne hanno ancora di più. Il biotecnologo Prof. dr. Secondo dpa, Alfred Pühler dell'Università di Bielefeld ha spiegato che lo studio era un buon lavoro scientifico, ma non il grande successo che molti esperti si aspettavano. "Biotecnologicamente, il risultato non è così rilevante", ha detto lo scienziato tedesco. Sebbene lo studio sia stato attentamente derivato e il risultato di grande diligenza. "Ma non fornisce il semplice telaio per la produzione di sostanze, come speravate", ha detto Pühler.
Cerca il genoma minimale batterico
Già nel 2010, un team guidato da Craig Venter aveva creato un batterio con materiale genetico artificiale. Si dice che i geni del batterio Mycoplasma mycoides siano stati riprodotti con l'aiuto di singoli frammenti del genoma e questo genoma d'arte sia stato poi usato in un'altra specie batterica (Mycoplasma capricolum). Secondo le informazioni, il materiale genetico sintetico ha spostato il materiale genetico originale e ha assunto il controllo dei batteri ospiti. Nel loro studio, i ricercatori hanno ridimensionato il genoma di questo batterio chiamato "JCVI-syn1.0". Lo scopo dello studio era di trovare un genoma minimo batterico sufficiente per mantenere la vita.
Batterio non vitale nei primi tentativi
Sulla base delle conoscenze biologiche molecolari di base e dei dati esistenti sulle funzioni geniche, gli scienziati hanno progettato questo genoma in esperimenti iniziali sul computer. Tuttavia, hanno fallito e il batterio risultante si è rivelato non vitale. Hanno ricominciato con il genoma genupfen naturale. "I risultati ci hanno convinto che non abbiamo abbastanza conoscenze per progettare un genoma minimo funzionante basato su principi di base", hanno detto i ricercatori. Pertanto, negli esperimenti successivi, hanno sperimentato in modo sperimentale il loro lavoro: hanno gradualmente ridotto al silenzio i singoli geni per scoprire se erano necessari per il funzionamento della cellula batterica.
Funzioni sconosciute essenziali per la vita
In questo modo, hanno identificato tre gruppi: i geni che sono indispensabili, i geni che sono superflui e i geni che migliorano notevolmente la prosperità delle cellule. Alla fine, 473 geni sono rimasti, mantenendo vivo JCVI-syn3.0 in condizioni di laboratorio. I batteri sono stati forniti con i nutrienti necessari nella coltura. Come dice lo studio, in condizioni meno ottimali, è probabile che siano necessari più geni per la sopravvivenza. Un totale di 149 geni, i ricercatori non potevano attribuire una funzione biologica. Secondo gli esperti, questo suggerisce che ci sono funzioni finora sconosciute che sono essenziali per la vita. Sebbene il suo obiettivo fosse la creazione di un genoma minimo, il suo approccio poteva anche essere utilizzato per costruire cellule con proprietà desiderate. Ad esempio, le cellule potrebbero essere costruite con percorsi metabolici aggiuntivi o codice genetico alterato per produrre farmaci o prodotti chimici industriali.
Grande prestazione del team di ricerca
"Tuttavia, bisogna chiedersi: è davvero il batterio ideale per la sintesi di sostanze biotecnologicamente rilevanti?", Ha detto Pühler, che non è stato coinvolto nello studio. Tra le altre cose, il beneficio per la produzione biotecnologica è ridotto dal fatto che il micoplasma prodotto prolifera troppo lentamente. Inoltre, il risultato non può essere trasferito ad altri microbi. "Per altri batteri, finirò con altri genset di base." Secondo Pühler, il micoplasma ha dato alla squadra il grande vantaggio di avere relativamente pochi geni per natura. "Vivono come beneficiari in altre cellule e non devono produrre molte sostanze importanti", ha detto Dpa. Tuttavia, la performance dei ricercatori è stata alta: "Il genoma era quasi dimezzato". Inoltre, i 149 geni non assegnabili offrirebbero approcci di ricerca interessanti. (Ad)