Научно-образовательный портал

Чтoбы ускoрить прoгрeсс в этoй oблaсти, Кислинг и eгo кoллeги сoбирaют бaзу дaнныx стaндaртизирoвaнныx чaстeй ДНК — кoтoрaя пoлучилa нaзвaниe BioBricks («биoкирпичики»). Вoзмoжнoсти прaктичeски бeзгрaничны. Синтeз ДНК в нaстoящee врeмя oчeнь дoрoгoй, мeдлeнный и склoнный к oшибкaм. Этoт прeпaрaт прeдстaвляeт сoбoй углeвoдoрoд, принaдлeжaщий к сeмeйству мoлeкул, чaстo испoльзуeмыx для изгoтoвлeния биoтoпливa. В 90-x гoдax Крейг Вентер, известный своей ведущей ролью в секвенировании генома человека, начал искать минимальный набор генов, необходимых для создания жизни. Одна из конечных целей синтетической биологии заключается в создании синтетического организма, сделанного исключительно из специально разработанной ДНК. На прошлой неделе группа из 150 приглашенных экспертов собралась в Гарварде. Затем искусственный геном будет введен в живую клетку человека для замены ее природной ДНК. Другими словами, вскоре мы, возможно, увидим первую «искусственную человеческую клетку». От бактерий до человека
Если новое предприятие получит финансирование, оно будет повторять эксперименты Вентера, используя наш собственный геном. Представить такое будущее просто, но оно пугает: насколько безопасно напрямую манипулировать жизнью или создавать ее? В случае успеха мы не только обзаведемся биологическими инструментами для проектирования человека как вида: мы получим возможность переделать живой мир. Впрочем, встреча ученых вызвала много скептических замечаний. Как бы то ни было, этот проект однажды может привести к созданию «дизайнерских младенцев» или даже людей. coli обычно используется в лаборатории для производства химических веществ —   они создали новый путь для бактерии, который позволил ей секретировать артемизинин. Есть надежда, что клетка «перезагрузится», изменит свои биологические процессы для работы на основе инструкций, предоставленных искусственной ДНК. Основным препятствием сейчас являются технологии. Подобно генной инженерии, синтетическая биология дает ученым возможность экспериментировать с природной ДНК. Воссоздание жизни
В сторону практику! Кто будет владеть этой технологией? Для Кислинга и других в этой сфере синтетическая биология —   это как разработка нового языка программирования. Но последние десять лет затраты на синтез ДНК быстро снижались. Если секвенирование ДНК посвящено чтению ДНК, генная инженерия —   редактированию ДНК, а синтетическая биология —   программированию новой ДНК, независимо от ее первоначального источника, с целью создания новых форм жизни. Синтетическая биология, с другой стороны, создает гены с нуля. Сделать это было весьма трудно. Что делать с жизнью, которая получилась неудачной? В 2008 году Вентер собрал вместе эти «критически важные гены» и собрал новый «минимальный» геном из бульона химических веществ, используя синтез ДНК. Илья Хель «Мы должны снижать объем выбросов углерода и вредных веществ, использовать меньше земли и воды, бороться с вредителями и повышать плодородие почвы», говорит доктор Памела Рональд, профессор Калифорнийского университета в Дэвисе. Черч даже подчеркивает, что главная цель проекта —   развитие технологий. Несколькими годами спустя Вентер пересадил искусственный геном во вторую бактерию. Установив этот пакет в кишечную палочку —   бактерия E. Иногда меняют не так-то много. Несмотря на многочисленные попытки культивировать это растение, его урожайность остается крайне низкой. Создание жизни
Синтетическая биология — это, по сути, брак между принципами инженерии и биотехнологиями. Методом проб и ошибок, ученые склеили воедино десятки генов из нескольких организмов в один пакет ДНК. Сельскохозяйственная сфера —   еще одна отрасль, которая может получить гигантскую выгоду от синтетической биологии. Даже если ничего не получится, отрасль получит ценнейший опыт. Биомедикаменты, биотопливо, биоурожай
Взрыв синтетической биологии за последние десять лет уже привел результаты, повлекшие восторг как ученых, так и корпораций. Вместе с коллегами из Института геномных исследований Вентер убирал гены из бактерии Mycoplasma genitalium, чтобы выявить критически важные для жизни. Еще немного подкрутив нужные гайки, Кислингу и его команде удалось вырастить производство в миллион раз и снизить цену препарата десятикратно. Кислинг понял, что синтетическая биология предлагает способ обойти процесс сбора урожая вообще. Большинство существующих методов позволяют сделать цепочку ДНК в 200 букв длиной; обычные гены в десять раз длиннее. Ориентировочная стоимость распечатки всех 3 миллиардов букв человеческого генома на сегодняшний момент составляет 90 миллионов долларов, но ожидается, что упадет до 100 000 долларов в течение 20 лет, если тенденция останется на таком же уровне. Оно было посвящено химическому веществу под названием артемизинин, мощный противомалярийный препарат, извлеченный из сладкой полыни (полыни однолетней). Гены прижились и «перезапустили» клетку, позволив ей расти и самовоспроизводиться —   это был первый организм с совершенно искусственным геномом. Имея достаточно знаний о том, как работают гены, синтетические биологи надеются, что смогут написать генетические программы с нуля, создать новые организмы, изменить природу и даже направить человеческую эволюцию в новое русло. В рамках этого проекта, «HGP-Write: Testing Large Synthetic Genomes in Cells», ученые надеются разработать новейшие и мощные инструменты, которое подтолкнут синтетическую биологию к экспоненциальному росту в промышленных масштабах. В этой сфере присутствует понятие конструктора, говорит доктор Джей Кислинг, пионер синтетической инженерии в Калифорнийском университете в Беркли. Синтетические биологи видят в ДНК и генах стандартные биологические кирпичики, которые можно использовать как заблагорассудится для создания и модификации живых клеток. Введя нужные гены в клетки бактерий, рассуждал он, можно превратить эти клетки в машины по производству артемизинина и обеспечить за их счет новый обильный источник препарата. Родителями таких людей могут быть компьютеры. Учитывая то, что геном человека примерно в 5000 раз больше, чем бактерий Вентера, трудно сказать, насколько сложнее может быть такой синтез.