Shumica e organizmave në Tokë kanë të njëjtin kod gjenetik bazë, por ai ka disa të meta. Shkencëtarët kërkuan t’i rregullonin këto gabime duke krijuar gjenomin e tyre artificial, i cili zëvendësoi gjenomin origjinal të E. coli dhe përdori më pak material gjenetik.
Aplikimet e ardhshme të kësaj mund të krijojnë organizma të përmirësuar që janë, ndër të tjera, rezistent ndaj viruseve.
Kodi gjenetik për pothuajse të gjitha format e jetës në Tokë është mjaft universal.
Ai ka të njëjtat 64 kodone (sekuenca nukleotidesh), molekula që kodojnë si aminoacidet (të cilat kodojnë formimin e proteinave) ashtu edhe krijojnë bazat e acideve nukleike si ADN-ja dhe ARN-ja.
Pse të merremi me diçka që nuk ka ndryshuar në miliarda vjet?
Pavarësisht se natyra ka arsyet e saj për të lënë disa gjëra të pandryshuara, biologu Jason Chin nga Universiteti i Oksfordit, gjithsesi vendosi të ndryshojë gjërat. Rezulton se disa kodone kanë kopje shtesë të udhëzimeve për kodimin e aminoacideve dhe sinjale për ndezjen dhe fikjen e formimit të proteinave.
Chin donte të shihte nëse jeta mund të funksiononte ende me më pak. Ai tashmë arriti të provonte këtë kur sintetizoi Syn61 – baktere E. coli me tre kodone më pak se më parë. Por tani, ai ka shkuar edhe më tej me organizmin sintetik Syn57 – E. coli me një gjenom prej 57 kodonesh.
Ngushtimi i kodoneve që kodojnë sintezën e proteinave mund t’i bëjë disa organizma rezistent ndaj viruseve – kodet gjenetike sintetike të transferuara te organizmat mund të bllokojnë në të vërtetë viruset, të cilat ndryshojnë gjenetikisht një organizëm duke injektuar qelizat me ARN që mbart kode për prodhimin e proteinave virale.
Ajo gjithashtu mund të mundësojë sintezë më efikase të proteinave dhe të ndihmojë në ndërtimin e polimereve të proteinave (zinxhirë me të paktën 500 aminoacide). Polimeret e proteinave mund të sillen si proteina natyrale, por ato gjithashtu mund të projektohen për të zgjidhur problemet në nivel molekular.
“Metodat në zhvillim për sintezën totale të gjenomeve ofrojnë mundësi për të eksploruar sekuencat e gjenomit që nuk mund të arrihen me anë të redaktimit,” thanë Chin dhe ekipi i tij i kërkimit në një studim të botuar kohët e fundit në Science. “Gjenomet sintetike mund të jenë rrënjësisht të ndryshme nga ato që janë arritur nga evolucioni natyror, dhe sinteza e gjenomit ofron një rrugë për të gjeneruar sekuencë dhe funksion që nuk ekziston në lidhje me jetën ekzistuese.”
Më parë, ekipe të tjera studiuesish kanë hequr kodonet ndaluese, të cilat sinjalizojnë përfundimin e sintezës së proteinave, nga gjenomi i E. coli. Kjo u bë përmes mutagjenezës, ose krijimit të mutacioneve të gjeneve duke rregulluar ADN-në. Sidoqoftë, mutagjeneza ka anët e saj negative – shpesh përfundon me mutacione të tepërta dhe mund të ketë vështirësi në rregullimin e numrave të kodoneve të kuptimta (që kodojnë aminoacidet) kundrejt kodoneve ndaluese.
Syn61 tashmë tregoi se si organizmat mund të mbijetojnë me vetëm 61 kodone, por pyetja ishte nëse ky ishte kufiri. Në sintezën e kodit gjenetik për Syn57, Chin zëvendësoi kodonet e përsëritura dhe bëri mbi njëqind mijë ndryshime të kodoneve në origjinal. Disa grupe të rikoduara të kodoneve duhej të toleroheshin në një rajon të tërë të gjenomit, ndërsa në raste të tjera, një kodon duhej të zëvendësohej vetëm me një zëvendësues të zbatueshëm. Më pas ai montoi ADN-në në një kromozom artificial, e futi atë në gjenomin e E. coli (kjo u bë për secilin grup të kodoneve) dhe renditi klonet për të parë se sa të suksesshme ishin.
Disa lloje të E. coli u kultivuan para se të dilte versioni përfundimtar. Ndërsa llojet bakteriale brenda gjenomit të krijuar në laborator klononin veten, ato u analizuan për rritje. Një vështrim më i afërt në dy lloje zbuloi se rajonet e rikoduara të gjenomit në të vërtetë kufizonin rritjen. Megjithatë, kur u bënë më shumë ndryshime në këto pjesë të gjenomit, rritja u përmirësua në këto lloje. Ishte lloji përfundimtar sintetik që Chin e quajti Syn57.
Në kërkimin e ardhshëm, ai planifikon të vazhdojë të testojë kufijtë e një gjenomi.
”Në punën e ardhshme, ne do të ndërtojmë mbi gjeneratën e llojit të rikorduar thellë që kemi krijuar për të eksploruar gjenerimin e kodeve gjenetike thellësisht të redaktuara, rezistencën e përmirësuar ndaj viruseve, kodimin gjenetik të proteinave të reja dhe polimereve të reja,” tha ai.
Kjo jetë sintetike pati gjenomin e saj të zëvendësuar në vend që të krijohej nga e para. Ndoshta mund të na tregojë diçka rreth asaj se si lindi jeta – dhe gjenet që përcaktojnë tiparet e saj në Tokë. /Korrespodenti