Юный техник, 2010 № 09 | страница 17
Группе специалистов во главе с основателем института генных исследований в США доктором Крейгом Вентером, прославившимся исследованием генома человека, удалось вживить синтетическую хромосому в другой организм. Там она заместила «родную» ДНК и, как сказал Вентер, «взяла на себя полный контроль над клеткой». Хромосома была создана из четырех пробирок с химическими соединениями с помощью химического синтеза, информацию для которого передал компьютер.
Работа и в самом деле проведена большая. Ведь начало эксперименту было положено еще в 1995 году, когда ученые расшифровали геном простейшей бактерии Mycoplasma mycoides — обладателя самого маленького генома среди организмов, способных самостоятельно размножаться в лабораторной культуре.
Текст, который распечатал принтер, представил собой набор из миллиона букв A, G, С и Т, скомпонованных в определенной последовательности и обозначавших четыре нуклеотида, из которых состоит цепочка любой молекулы ДНК.
Затем среди 500 генов, записанных в ДНК бактерии, ученые выявили так называемые гены «домашнего хозяйства» — они отвечают за жизнедеятельность клетки.
Еще около 100 генов определили как «гены роскоши», которые регулируют второстепенные функции бактерии, то есть то, что она делает для внешнего мира.
Затем компьютерный файл снова отредактировали, то есть в цепочку нуклеотидов вместо некоторых «генов роскоши» исследователи вставили фрагменты ДНК, в которых были зашифрованы четыре блока новой информации. Получившийся текст генетики разбили на 1000 фрагментов по тысяче букв каждый. Фрагменты отправили в одну из фирм, занимающихся синтезом ДНК на основе подобных текстов. Синтез каждого нуклеотида в цепочке сегодня стоит 1–2 доллара. Таким образом были получены 1000 кусков ДНК по 1000 нуклеотидов в каждом.
Колония синтетических бактерий под микроскопом (вверху) и схема эксперимента по замене ДНК клетки.
Почему не заказали синтез сразу всей цепочки из миллиона букв? Дело в том, что синтез длинных кусков ДНК пока еще не отработан как следует; это очень сложная технологическая задача. Ее Крейгу Вентеру и его коллегам пришлось уж решать самостоятельно. Они брали по 10 кусочков из 1000 нуклеотидов и вставляли их в клетки дрожжей. В конечном итоге им удалось добиться своего: в дрожжевых клетках были получены целые геномы длиной в миллион нуклеотидов.
Готовую цепочку ДНК исследователи вставили в бактерию Mycoplasma mycoides и увидели, что в некоторых случаях происходит замена генома на искусственный. То есть синтетическая хромосома взяла клетку полностью под свой контроль. Более того, искусственные клетки стали нормально размножаться и образовали собственную колонию, радуя своих создателей плодовитостью.
