Bilim insanları şimdiye kadarki en sentetik canlıyı oluşturdu

Araştırmacılar, bir bakterinin tüm genomunu sıfırdan tasarladı.

Bilim insanları, dünyadaki herhangi bir canlıdan çok daha sadeleştirilmiş ve değiştirilmiş genetik koda sahip yeni bir bakteri üretti.

Syn57 adı verilen sentetik “Escherichia coli” bakterisi türü, yaşamın temel dilini oluşturan 64 kodondan yalnızca 57’sini kullanarak vücudunu inşa edecek şekilde tasarlandı. Bu, bugüne kadar elde edilen en “küçültülmüş” genetik planlama olarak kayda geçti.

Kodon, DNA veya RNA’daki 3 nükleotidlik (üç harflik) birimlere verilen isim. DNA ve RNA’nın alfabesi 4 harften (nükleotid) oluşuyor: A, T, G, C. Bu harfler üçlü gruplar halinde dizilir. Her üçlü, yani kodon, bir anlam taşıyor.

Yaşamın tarifi, üç nükleotidden oluşan 64 farklı kodona dayanıyor. Hücreler, bu üç harfli kodonları okuyarak hangi amino asidin üretileceğini ve protein zincirine hangi sırayla ekleneceğini belirliyor.

Ancak doğadaki sistemde gereksiz tekrarlar bulunuyor; canlılar 20 amino asit ile hayatta kalabiliyor, dolayısıyla birçok kodon aynı işlevi taşıyor.

SIFIRDAN TASARLANDI

İngiltere’deki Medical Research Council Molecular Biology Laboratuvarı araştırmacıları, bu tekrarları ortadan kaldırmak için bakterinin tüm genomunu sıfırdan tasarladı. Bazı işlemler için genetik kodda 101 binden fazla değişiklik yapıldı.

Genetik parçalar bilgisayarda tasarlandıktan sonra küçük bölümler halinde bakterilere aktarıldı ve test edildi. Ardından bu parçalar birleştirilerek tamamen sentetik ve çalışır halde bir bakteri elde edildi.

Çalışmanın başyazarlarından sentetik biyolog Wesley Robertson, sürecin zorluklarına dikkat çekerek, “Bazen gerçekten çıkmaz yolda mıyız, yoksa bunu tamamlayabilir miyiz diye düşündük” dedi.

YENİ UFUKLAR

Syn57, genetik kodun ciddi ölçüde sıkıştırılmış haliyle yaşamın sürdürülebileceğini gösteriyor. Ayrıca boşta kalan kodonlar, farklı roller üstlenmek üzere yeniden tanımlanabilir. Araştırmacılar, bunun yeni sentetik polimerler ve makrosikller geliştirme imkanı sunduğunu belirtiyor.

Bir diğer önemli nokta ise, Syn57’nin sıra dışı genetik kodunun virüsler tarafından okunamaması. Bu özellik, bakterilerin endüstriyel ölçekte protein üretiminde virüs kaynaklı kayıpları azaltabilir.

Ayrıca genetik olarak değiştirilmiş bu bakterilerin doğal çevreye karışması durumunda üreyememesi, biyogüvenlik açısından avantaj sağlayabilir.

Çalışmanın sonuçları Science dergisinde yayımlandı.