Ersten lebenden Organismus mit synthetischen Genom erstellt

Nach fast 15 Jahren Arbeit und $ 40 Millionen sagt ein Team von Wissenschaftlern am J. Craig Venter Institute, sie haben es geschafft, die ersten Lebewesen mit einem vollständig synthetische Genom zu schaffen. Dieser Fortschritt könnte Beweis dafür sein, dass Genome in einem Computer entwickelt und montiert in einem Labor in einer Zelle Spender funktionieren können schließlich reproduzieren voll funktionsfähige Lebewesen, das heißt, künstliches Leben.

Wie heute in der Fachzeitschrift Sciencebeschrieben, erstellt die Studie Wissenschaftler das Genom des Bakteriums Mycoplasma Mycoides aus mehr als 1.000 Sektionen der vormontierte Einheiten der DNA. Dann verpflanzt in eine M. Capricolum -Zelle, die des eigenen Genoms geleert Forscher künstlich montierte Genom. Sobald die DNA "hochgefahren," begann die Bakterien zu funktionieren und so natürlich in gleicher Weise reproduzieren vorkommende M. Mycoides.

"Es ist der Höhepunkt einer Reihe von beeindruckenden Schritte," sagte Ron Weiss, Associate Professor of biological Engineering am MIT, die nicht mit dem Studium verbunden war, LiveScience.com. "Schaut man in den letzten Jahren, an was sie produzieren, schon ist es auf jeden Fall beeindruckend. Die Möglichkeit, die Genome von dieser Größenordnung zu erstellen? Das ist beeindruckend."

Zu booten, die DNA verwendet Elemente der den Empfängerzellen M. Capricolum laut Studie Teammitglied Carole Lartigue des Venter Institute. Die Bakterienzellen enthalten noch bestimmter "Maschinen", die Durchführung des Prozesses mit dem Ausdruck eines Gens oder des genetischen Codes und benutzen, um Proteine – Transkription genannt bauen lassen. Wenn das künstliche Genom die Zelle eingegeben, die zellulären Maschinen, die DNA-Transkription laufen die DNA erkannt, und begann ihre Arbeit tun, sagte Lartigue.

"Diese Zelle Abstammung ist der Computer, es ist keiner anderen genetischen Code", sagte Daniel Gibson, Erstautor der Wissenschaft Papier, auch der Venter Institute.

Zum Erstellen der Genome verwendet Gibson und seine Kollegen Hefe kleben zusammen Tausende von DNA-Schnipsel, die jeweils 1.080 Basenpaaren, die sie von einem anderen Labor bestellt. Zur Unterstützung bei Montage enthalten jeder Abschnitt der DNA 80 Basenpaare an jedem Ende, die der Hefe angewiesen, wo sich die beiden Stränge.

Langsam, trafen sich die DNA-Stränge in Auflagen von Zehntausenden von Basenpaaren, und dann Hunderttausende, bis die Hefe eine komplette 1.080.000 Basenpaar synthetische Genom produziert.

Anschließend verglichen die Wissenschaftler das vollständige Genom mit zwei bisher sequenziert, natürliche M. Mycoides Genome, die als Straßenkarten diente. Die zwei Straßenkarten unterschieden sich leicht, zwingt die Venter Wissenschaftler verpflichten, nach einer oder der anderen, ohne zu wissen, welche Genom genauer war.

Sogar eine kleine Ungenauigkeit könnte verhindern, dass die inerte DNA aktivieren in ein live Bakterium, so dass die Genauigkeit von größter Bedeutung. An einer Stelle zurückgesetzt ein einzelnes Basenpaar-Fehler das gesamte Programm drei Monate. Aber DNA-Sequenzierung Genauigkeit ist geworden so weit fortgeschritten, dass zumindest die Fehler zu finden nur wenige Tage, nicht Monate benötigt während der Kindheit der Gentechnik vor einem Jahrzehnt dauerte.

Allerdings führte Syntheseprozess noch einige Mutationen in M. Mycoides Genom. Die Forscher absichtlich eingefügt vier DNA-Sequenzen, die als Wasserzeichen dienen, so dass sie zwischen den natürlich vorkommenden und synthetische Bakterien unterscheiden könnte.

Die Wasserzeichen enthalten einen Code, der DNA englische Buchstaben mit Satzzeichen übersetzt, so dass die Wissenschaftler um buchstäblich Nachrichten mit den Genen zu schreiben. Wenn übersetzt, buchstabieren die Wasserzeichen der Namen der 46 Forscher, die mit dem Projekt, Zitate von James Joyce, Physiker Richard Feynman und J. Robert Oppenheimer geholfen und eine URL, die wer den Code entschlüsselt per e-Mail senden kann.

Synthetische Bakterien haben Wissenschaftler seit Jahren mit dem Versprechen von Bakterienkulturen mit Computer entworfen Genome produziert kundenspezifische Enzyme, Brennstoffe und Medikamente kostengünstig und effizient gequält.

• Bionischen Menschen: Top 10 Technologien
• Top 10 größten Rätsel der Wissenschaft
• Durchbruch könnte zu künstlichen Lebensformen führen.