Forskare har bytt ut arvsmassan hos tarmgrodden E. coli mot en artificiell

Mikrofotografi av E. coli NIAID

Forskare säger att de har ersatt alla gener av E coli bakterier med en fullständig kopia av genomet syntetiserad i labbet. Det är ett steg mot att skapa bakterier som är genetiskt anpassade för att göra ett specifikt material som Kevlar eller andra polymerer.

Det rapporterar forskare vid University of Cambridge i naturen hur de på ett stegvis sätt gradvis ersatte organismens hela genom – den har 4 miljoner DNA-bokstäver – med artificiellt framställda gener.

Det tog två år, men vi skulle vilja få det här till en punkt där vi kan tillverka nya syntetiska genom på mindre än en månad, säger Jason Chin, biolog vid UK Medical Research Council, som ledde teamet. Det skulle påskynda fältet enormt, antalet saker vi kan göra och testa.

De första syntetiska bakteriegenomen skapades 2008 och 2010 vid J. Craig Venter Institute. Men E coli genomet, som är fyra gånger deras storlek, sätter nytt rekord.

Ett separat konsortium försöker skapa bagerijäst med konstgjorda gener, men det projektet är ännu inte klart.

Genom att ersätta bakteriens genom, förenklade Chins team det också genom att ersätta några av de trebokstaviga DNA-instruktionsuppsättningarna, eller kodonen, som celler använder för att bestämma vilka av 20 aminosyror de ska lägga till ett protein.

I slutändan Chin's E coli har bara 61 kodon istället för de vanliga 64.

Det betyder den nya arten av bakterier, som kallas Syn61 , har inte bara konstgjorda gener, utan visar också att en organism kan leva med vad det brittiska teamet kallar en komprimerad genetisk kod.

En är en teknisk bedrift; den andra berättar något grundläggande om biologi och hur formbar den genetiska koden egentligen är, säger Chin.

Att förenkla E coli genom betyder att de oanvända delarna av koden nu är fria att göra andra saker. Till exempel kan de återanvändas så att bakterier gör proteiner som involverar någon av ett par hundra aminosyror som livet normalt inte använder sig av. Det kan leda till tillverkning av ovanliga polymerer i bakterier, som materialet som går in i skottsäkra västar.

Det finns också en vetenskaplig fråga, säger Chin. Ända sedan 1960-talet, när forskare först knäckte koden, har det varit oklart exakt varför det fungerar som det gör – av så många möjligheter, varför just den här?

1968 föreslog Francis Crick, medupptäckaren av DNA:s kemiska struktur, teorin om frusna olyckor. När väl grundläggande livsformer utvecklats, föreslog han, låstes triplettkoderna på plats eftersom varje avvikelse från det universella programmet skulle vara en stor nackdel. Genom att ta bort kodoner bryter vi det gemensamma språket, säger Chin. Vi låser upp koden.

Dölj