Εσερίχια κόλι: Εκτεταμένη επανασύνθεση στο DNA του πέτυχαν Αμερικανοί βιολόγοι

Το γενετικά τροποποιημένο E. coli αποτελεί τον οργανισμό στη Γη με τον πιο εκτεταμένο αναπρογραμματισμό του γενετικού κώδικά του, που αφορά το 3,5% των συνολικών ζευγών βάσεων του DNA του.

Η «δουλειά» είναι ακόμη μισοτελειωμένη και ο τελικός στόχος –που θα αποτελεί το μεγαλύτερο επίτευγμα της γενετικής μηχανικής μέχρι σήμερα– είναι να δημιουργηθεί ένας οργανισμός που θα ζει με έναν τελείως διαφορετικό γενετικό κώδικα από αυτόν που του χάρισε η φύση.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον πιο διάσημο –και αμφιλεγόμενο– συνθετικό βιολόγο του κόσμου, τον Τζορτζ Τσερτς της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science, δήλωσαν ότι η αντικατάσταση τμημάτων του φυσικού DNA με νέα συνθετικά τμήματα μπορεί να προσδώσει στους οργανισμούς νέες επιθυμητές ιδιότητες, όπως η αντίσταση στη μόλυνση από ιούς.

Η όλη προσπάθεια εγγράφεται στο πλαίσιο της φιλόδοξης πρωτοβουλίας Human Genome Project-Write, στόχος της οποίας είναι –μετά την ανάγνωση του γονιδιώματος– η σύνθεσή του εκ του μηδενός.

Για να παράγουν τις πρωτεΐνες, τα κύτταρα «διαβάζουν» τα τέσσερα «γράμματα» του γενετικού αλφαβήτου (τις αζωτούχες βάσεις ή νουκλεοτίδια A, G, C, T) ανά ομάδες των τριών γραμμάτων, που λέγονται κωδικόνια και είναι 64 συνολικά. Οι «τριπλέτες» αυτές των κωδικονίων (ουσιαστικά τα γονίδια) κωδικοποιούν τα αμινοξέα, από τα οποία παράγονται οι πολυάριθμες πρωτεΐνες.

Οι ερευνητές αντικατέστησαν επτά από 64 κωδικόνια του E. coli με άλλα, τα οποία παράγουν τα ίδια συστατικά, μειώνοντας έτσι τον αριθμό των κωδικονίων σε 57. Τα επτά κωδικόνια που αφαιρέθηκαν προορίζονται πλέον να παράγουν διαφορετικά αμινοξέα, πέρα από τα 20 της φύσης. Η δημιουργία των τεχνητών αμινοξέων θα επιτρέψει στη συνέχεια τη δημιουργία «αφύσικων» πρωτεϊνών, με άλλα λόγια «αφύσικης» ζωής.

«Η μείωση των κωδικονίων από 64 σε 57 συνιστά μια δραματική μεταβολή σε σχέση με ό,τι υπάρχει στη φύση. Αποτελεί σημαντικό βήμα προόδου που δείχνει ότι ο γενετικός κώδικας είναι δυνατό να χειραγωγηθεί» δήλωσε ο συνθετικός βιολόγος Φάρεν Άιζαακς του Πανεπιστημίου Γέιλ.

«Δεν είναι εύκολο, αλλά μπορούμε να γίνουμε μηχανικοί της ζωής ακόμη και στο πιο θεμελιώδες επίπεδό της, σε αυτό του γενετικού κώδικα» συμφώνησε ο βιολόγος μηχανικός Πίτερ Καρ του Πανεπιστημίου ΜΙΤ.

Η ταχύτητα τροποποίησης και σύνθεσης του DNA έχει σημειώσει εντυπωσιακές προόδους τα τελευταία χρόνια –κάτι που άλλους ενθουσιάζει και άλλους ανησυχεί. Φέτος τον Μάρτιο, η ερευνητική ομάδα του Κρεγκ Βέντερ, πρωτεργάτη της ανάγνωσης του ανθρωπίνου γονιδιώματος, είχε ανακοινώσει ότι δημιούργησε ένα συνθετικό βακτηριακό γονιδίωμα, αφαιρώντας γονίδια που δεν κρίθηκαν αναγκαία. Όμως το γονιδίωμα εκείνου του συνθετικού βακτηρίου ήταν πολύ μικρότερο από αυτό του E.coli.

Το επόμενο βήμα για τον Τσερτς και τους συνεργάτες του θα είναι να συγκολλήσουν τα συνθετικά τμήματα του DNA του E. coli σε ένα συνεχές και ολοκληρωμένο γονιδίωμα και να αποδείξουν ότι αυτός ο επαναπρογραμματισμένος μικροοργανισμός έχει κανονική ζωή. Κάτι τέτοιο μπορεί να απαιτήσει από τέσσερις μήνες έως τέσσερα χρόνια, σύμφωνα με το Nature, το Science και το New Scientist.

Μετά τους μικροοργανισμούς, σειρά θα πάρουν τα ζώα (π.χ. της κτηνοτροφίας) που θα αποκτήσουν εν μέρει συνθετικό DNA. Στο βάθος όμως διαγράφεται ο απώτατος στόχος (ή η ύβρις για μερικούς): Ένας άνθρωπος που θα διαθέτει όχι τον γενετικό κώδικα της φύσης αλλά του «δημιουργού» του, δηλαδή του επιστήμονα. Το δέλεαρ –αν αυτή είναι η σωστή λέξη– είναι ότι αυτός ο «συνθετικός» άνθρωπος θα διαθέτει μια δεύτερη πιο ανθεκτική φύση, που δεν θα αρρωσταίνει και δεν θα γερνάει τόσο γρήγορα.

Το κεντρικό ερώτημα που απασχολεί πλέον τους βιολόγους και κάθε σκεπτόμενο άνθρωπο, είναι: Πόσο ασφαλές είναι τελικά όλο αυτό το πράγμα; Και για όσους πιστεύουν στον Θεό, προστίθεται το ερώτημα: Δικαιούται ο άνθρωπος να παριστάνει τον δημιουργό;

Η αναμενόμενη απάντηση των επιστημόνων-δημιουργών έως τώρα είναι ότι η ανθρωπότητα πάντα προχώρησε μέσα από την ανάληψη διαδοχικών κινδύνων και έτσι θα συνεχίσει, καλώς ή κακώς. Μήπως όμως αυτή τη φορά η διακινδύνευση είναι πολύ μεγάλη;

Διαβάστε επίσης:

Πρόγραμμα σύνθεσης ανθρώπινου γονιδιώματος προτείνουν 25 κορυφαίοι επιστήμονες

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν ανθρώπινα βλαστοκύτταρα χρησιμοποιώντας μόλις μισό γονιδίωμα