Биологи готовы переписать генетический код жизни

Биологи из Гарварда, MIT и нескольких других американских институтов рассказали о работе над полным переписыванием генетического кода живой кишечной палочки Escherichia coli. В перспективе это позволит сделать бактерию устойчивой ко всем известным вирусам. Такая бактерия не сможет размножаться вне лаборатории. Предварительные результаты работы опубликованы в журнале Science.

Генетический код определяет соответствие между последовательностью нуклеотидов в генах и теми аминокислотами, из которых строятся белки на основе этих генов. На одну аминокислоту приходится три нуклеотида (кодон). Аминокислот в природе всего 20, а комбинаций из нуклеотидов в три раза больше, поэтому многие кодоны кодируют одну и ту же аминокислоту. Ученые решили выкинуть лишние кодоны или использовать их для кодирования дополнительных аминокислот. Из-за присутствия искусственных аминокислот модифицированная бактерия не будет способна размножаться в естественных условиях.

Исследователи создали программу, которая ищет замену лишним кодонам. Программа учитывает факторы, влияющие на жизнеспособность организма и стремится максимально сохранить важные свойства исходной ДНК. Получившиеся сегменты нового генома вживлялись кишечным палочкам и тестировались индивидуально. В некоторых случая ученым приходилось искать замену самостоятельно. На данный момент проверено 63% кода.

Сложность работы в том, что необходимо поработать не с одним геном, а с целым геномом – в общей сложности это около 148955 нуклеотидных замен. Общую стоимость проекта авторы оценивают в один миллион долларов.

Как пишут в EurekAlert, эта работа открывает новую ступень в генной инженерии, ведущей к созданию полностью генетически переписанного организма. Кроме того, исследователи планируют создать в лаборатории стволовые клетки человека и животных, неуязвимые для вирусов. Они могут использоваться в производстве вакцин и органов для пересадки.