В основата на живота, такъв, какъвто го познаваме на Земята, е Дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). От различните комбинации на нуклеотидните бази на ДНК – аденин (А), цитозин (С), гуанин (G)и тимин (Т) се създават различните генетични изрази на всяко живо същество. Какво става обаче, ако сме способни да добавим още „букви“ към тази генетична азбука?
През 2014 г. биологът Флоид Ромесберг направи нещо подобно. Той, заедно с екип от изследователският институт Скрипс в Калифорния, разшириха естествената генетична азбука, за да включат Х и Y в щам на бактерии E.coli. Сега те са направили следваща стъпка, съобщава списание Nature.
В ново изследване, Ромесберг и колегите му, демонстрират как техният частично синтетичен щам на E.coli може да обработва инструкции от допълнителните нуклеотидни бази на X и Y, за да изрази нови протеини.
„Това е първият път, когато някоя клетка е трансферирала протеин, използвайки нещо различно от G, C, A или T“, заявява Ромесберг пред Ройтерс. „Това е първата промяна в живота, правена някога.“
Ромесберг заявява, че нямат намерения да търсят създаването на някакви хибридни форми на живот. Неговите нуклеотидни бази на X и Y не могат да се свържат с естествените бази на ДНК, нито тези полусинтетични организми (SSOs) могат да оцелеят извън лабораторни условия. „Те не могат да избягат“, казва Ромесберг, „няма сценарий на Джурасик парк“.
Все пак професорът от университета Ватерло, Браян Ингълс предупреждава, че трябва да сме много внимателни, когато манипулираме живота.
„Въз основа на нашите познания за това как функционира животът (на молекулярно или на по-висше ниво), не е полезно да се прави опит за разлика между естествен и изкуствен живот. Можем обаче да различим „новото“ от „старото“ и там трябва да сме загрижени за потенциала на новите организми да нарушат съществуващите екосистеми „, казва той.
От своя страна Ромесберг пояснява: „Това, което имаме сега, е SSO, който съхранява и извлича по-голяма информация. Това, какво може да се направи с повишената информация, е проблемът. Ако човек може да развие генетичен Изкуствен Интелект, тогава предполагам, че SSO може да бъде използван в него. Повишената информация и видовете възможни налични протеини могат да бъдат полезни. “
Отвъд виденията на полуорганичните роботи или реалните Джурасик паркове: приложенията на полусинтетичните организми на Ромесберг са много по-реалистични. Те биха могли да помогнат за разрешаване на много от най-големите проблеми на човечеството в здравеопазването, селското стопанство, производството и много други сфери.
Най-непосредственото приложение на работата на Ромесберг е разработването на нови лекарствени средства, базирани на протеин. Много от протеините, които са привлекателни за лекарствени препарати, бързо се разрушават от тялото чрез бъбреците. Полусинтетичната ДНК може да се използва за създаване на протеини, носещи молекули на мазнини, които биха предотвратили това бързо отстраняване.
Освен за телесното ни здраве, тези полусинтетични организми могат да се използват за подобряване и на околната среда.
„Дългосрочният ни интерес не е да получаваме бактерии и други клетки, за да произвеждаме протеини за нас, а да видим дали можем да накараме клетките да използват самите протеини, за да получат нови функции или атрибути. Например, можем ли да дадем на бактериите протеини, които им позволяват да разграждат някои въглеводороди, които бихме могли да използваме, за да почистим петролните разливи, казва Ромесберг“. Според него изследователите могат да програмират тези протеини, за да дадат на клетките някои нови предимства при определени условия. По този начин те биха могли да накарат еволюцията да намери нови решения, за да се адаптира към външни обстоятелства.
Екипът на Ромесберг планира да продължи да развива изследванията си върху полусинтетични организми към нови равнища. Те се надяват да разширят генетичната азбука на клетките на организми, които са по-сложни от E.coli, като дрожди или дори хора.
