Znanstvenici su po prvi put smanjili genetski alfabet života na samo 57 kodona, stvarajući sintetsku bakteriju s najviše prepravljenim genomom na Zemlji.
Kodoni su osnovne jedinice genetičkog koda i djeluju kao "riječi" u "genetičkom jeziku", koji ribosomi "čitaju" kako bi sastavili proteinske lance. Kodon je niz triju nukleotida koji se nalazi na molekuli glasničke RNK (mRNK). Određuje položaj određene aminokiseline u procesu sinteze bjelančevina u stanici, čime djeluju kao jedinica genetičkoga kodiranja. Ti su nukleotidi uzastopni, a svaka trojka nukleotida prepisana s DNK na glasničku RNK naziva se kodon i predstavlja osnovnu jedinicu genskog koda
Navedeno postignuće dolazi iz istraživanja znanstvenika Medicinskog istraživačkog vijeća, Laboratorija molekularne biologije (MRC LMB) u Velikoj Britaniji. Njihov sintetski soj, nazvan Escherichia coli Syn57, konstruiran je tako da funkcionira koristeći samo 57 od standardnih 64 kodona koji uobičajeno upravljaju svim životom.
U prirodnim organizmima, 64 kodona sadrže upute za slaganje 20 aminokiselina u proteine. Budući da se mnogi kodoni preklapaju u funkciji, u sustavu oduvijek postoji višak. Syn57 uklanja dio tih duplikata, nadmašujući prethodni rekord od 61 kodona.
Genom napisan od nule
Kako bi se postiglo to smanjenje, britanski znanstvenici su uklonili četiri od šest kodona za aminokiselinu serin, dva od četiri za aminokiselinu alanin i jedan stop kodon (završni kodon). Gdje god su se pojavili, zamijenjeni su sinonimnim kodonima. To je zahtijevalo više od 101.000 planiranih izmjena, oblikovanih računalno u fragmentima od 100 kilobajta, prije nego što su spojene u cjeloviti genom.
Fragmenti su pažljivo testirani u živim bakterijama kako bi se izbjegle kobne greške, a zatim objedinjeni u konačni sintetski organizam.
Prolazili smo kroz razdoblja kada smo se pitali: ‘Hoće li ovo biti slijepa ulica ili možemo izgurati do kraja?’, rekao je sintetski biolog Wesley Robertson, jedan od glavnih autora istraživanja, u razgovoru za The New York Times.
Širenje mogućnosti i značaj studije
Tim iz MRC LMB-a naglasio je u priopćenju da Syn57 ima više prostora za uvođenje dodatnih nekanonskih aminokiselina, pružajući veće mogućnosti za daljnje proširenje genetskog koda. To će omogućiti znanstvenicima razvoj inovativnih sintetskih polimera i makrociklusa.
Syn57 bi također mogao biti otporan na virusne infekcije, budući da bi njegov izmijenjeni kod bio nečitljiv virusima koji preuzimaju staničnu proizvodnju proteina.
Tada možemo spriječiti bijeg informacija iz našeg sintetskog organizma, rekao je Robertson.
Ovaj rad pokazuje kako sinteza genoma može pomaknuti genske sekvence organizama u nova područja prostora sekvenci, do kojih prirodni život možda nikada nije imao pristup, zaključili su autori navedenog istraživanja, koje je objavljeno u časopisu Science.
