211service.com
Genome Discovery har nyckeln till designerorganismer
I mer än 20 år har J. Craig Venter försökt göra en cell med minsta möjliga gener i hopp om att den avskalade cellen skulle berätta något om livets nödvändigheter.
I en tidning som publicerades idag i Vetenskap , meddelade Venter och hans team att de har tagit ett stort steg mot det målet – och hittat några överraskningar på vägen.
Listan över grundläggande liv är en tredjedel längre än vad forskare hade trott, sa Venter, som är känd för att ha vunnit loppet för att kartlägga det mänskliga genomet. Och det beror mycket mer på sammanhanget än vad de hade insett.
Att få sin syntetiska cell att replikera och växa tillräckligt snabbt för att kunna användas i labbet tog 473 gener, varav 149 har en oklar funktion.
Venter, grundare, ordförande och VD för J. Craig Venter Institute, som ledde forskningen, sa att han började sin jakt förutsatt att han skulle kunna peka ut de enstaka eller få gener som är ansvariga för den eller den egenskapen. Istället, sa han på en presskonferens på onsdagen, har han lärt sig att funktioner, sjukdomar och grundläggande existens är beroende av samspelet mellan många gener.
Livet är mycket mer som en symfoniorkester än en piccolospelare, sa han.
De flesta av applikationerna för denna syntetiska cell är år eller decennier borta, men det är ett viktigt vetenskapligt framsteg.
Ett kluster av syntetiska celler med det minsta antalet gener som behövs för att växa och dela sig. I kulturer bildar dessa så kallade JCVI-syn.30-celler en mängd olika strukturer.
Det här är verkligen användbart för att ge dig en inblick i vad som verkligen är den minimala dellistan som krävs för att hålla en organism igång, säger Jef Boeke, chef för Institutet för systemgenetik vid New York Universitys Langone Medical Center. Det finns ett enormt värde när det gäller att förstå de grundläggande ledningarna för en cell.
Den syntetiska cellen, kallad JCVI-syn3.0, har också potentiella tillämpningar för att utveckla medicin, nutrition, jordbruk, biobränslen och biokemikalier, säger Dan Gibson, vice vd för DNA Technology for Synthetic Genomics, ett företag som startats av Venter för att kommersialisera genetiska framsteg , som också var med i det nya arbetet.
Vår långsiktiga vision är att ha förmågan att designa och bygga syntetiska organismer på begäran som utför specifika funktioner som är programmerade in i det cellulära genomet, skrev Gibson i ett uppföljande e-postmeddelande. Syntetiska celler med en minimal dellista skulle ägna maximal energi åt sitt syfte – de skulle helt enkelt växa och dela sig och göra produkten som programmerades in i cellen.
På frågan om specifika exempel på tillämpningar nämnde Venter syntetisk antibiotika och ett pågående samarbete mellan Synthetic Genomics och United Therapeutics för att odla transplanterbara organ hos grisar. Människor kan inte använda grishjärtan, lungor eller lever på grund av risken för avstötning och sjukdomar, men företagen försöker konstruera förändringar i grisgenomet för att göra det möjligt.
Harvard University genetiker George Church föredrar att redigera funktioner i befintliga genom, snarare än att bygga upp från botten. Church sa att JCVI-syn3.0 är en betydande akademisk prestation, men han ser inte mycket praktisk användning av det på kort sikt.
Jag vill inte vara oartig, sa Church. Jag tycker att det är en härlig grej de gjorde.
Som en vetenskaplig bedrift, sa Church, var han mer imponerad av gruppens tidigare arbete som gjordes för mer än fem år sedan, vilket visade att teamet kunde syntetisera ett mycket större genom som är mycket närmare den komplexitet som behövs för verkliga tillämpningar.
Venter sa att arbetet visar hur långt vi fortfarande måste gå för att förstå genomerna hos även de enklaste varelserna.
Det faktum att det har tagit ett mycket dedikerat, extremt kompetent team med en nobelpristagare, tre National Academy of Science-medlemmar och några briljanta juniora vetenskapsmän så lång tid att komma så långt säger oss mycket om livets grunder och säger de kommande faserna kommer inte att vara triviala, sa han.