Cells guztiz artifizialarekin sintetizatuta genoma 2010ean izan ziren lehen aldiz minimalista genoma zelula hori eratorri zen morfologia anormala erakutsi zuen zelula zatitzean. Zelula minimalista honi gene talde bat gehitu berritan zelula-zatiketa normala berreskuratu zuen
Zelulak bizitzaren oinarrizko unitate estruktural eta funtzionalak dira, Schleiden eta Schwann-ek 1839an proposatutako teoria. Harrezkero, zientzialariek zelulen funtzioak ulertzeko interesa izan dute kode genetikoa guztiz deszifratzen saiatuz, zelula nola hazten eta nola banatzen den ulertzeko. antzeko zelula gehiago sortzen dituzte. -ren etorrerarekin DNA sekuentziazioa, sekuentzia deskodetzea posible izan da genoma horrela, prozesu zelularrak ulertzen ahaleginduz, bizitzaren oinarria ulertzeko. 1984. urtean, Morowitzek mikoplasmak aztertzea proposatu zuen, sinpleena zelula hazkuntza autonomoa izateko gai, bizitzaren oinarrizko printzipioak ulertzeko.
Orduz geroztik, hainbat saiakera egin dira murrizteko genoma tamaina minimalista bateraino, oinarrizko funtzio zelular guztiak betetzeko gai den zelula bat sortuz. Esperimentuek Mycoplasma mycoides-en sintesi kimikoa ekarri zuten lehenik genoma 1079ean 2010 Kb-koa eta JCVI-syn1.0 gisa izendatu zuten. Hutchinson III et al-ek JCVI-syn1.0-n egindako ezabaketa gehiago. (1) JCVI-syn3.0 sortu zuen 2016an a genoma 531 Kb-ko tamaina 473 geneekin eta 180 minutuko bikoizketa-denbora izan zuen, nahiz eta zelula zatitzean morfologia anormala izan. Funtzio biologiko ezezagunak zituzten 149 gene zituen oraindik, oraindik aurkitu gabeko elementuak bizitzeko ezinbestekoak direla iradokitzen dutenak. Hala ere, JCVI-syn3.0-k bizitza-funtzioak ikertzeko eta ulertzeko plataforma eskaintzen du osotasunaren printzipioak aplikatuz.genoma diseinua.
Duela gutxi, 29eko martxoaren 2021an, Pelletier-ek eta lankideek (2) JCVI syn3.0 erabili zuten zelulen zatiketa eta morfologiarako beharrezkoak diren geneak ulertzeko, 19 gene sartuz. genoma JCVI syn3.0-ren, JCVI syn3.0A sortuz, JCVI syn1.0-ren morfologia antzekoa duena. zelula zatiketaren gainean. 7 gene horietatik 19k bi zelula-zatiketa gene ezagun eta funtzio ezezaguneko mintzari lotutako proteinak kodetzen dituzten 4 gene biltzen ditu, eta horiek elkarrekin JCVI-syn1.0-ren antzeko fenotipoa berreskuratu zuten. Emaitza honek zelula-zatiketa eta morfologiaren izaera poligenikoa iradokitzen du genomikoki minimoko zelula batean.
Izan ere, JCVI syn3.0 bere minimalistan oinarrituta bizirauteko eta ugaltzeko gai dela genoma, organismo eredu gisa erabil daiteke gizakientzat eta ingurumenarentzat onuragarriak izan daitezkeen hainbat funtzio dituzten zelula mota desberdinak sortzeko. Adibidez, plastikoak disolbatzera eramaten dituzten geneak sar daitezke, horrela egindako organismo berria plastikoak degradatzeko modu biologikoan erabili ahal izateko. Era berean, behin JCVI syn3.0-n fotosintesiari dagozkion geneak gehitzea aurreikus daiteke, atmosferako karbono dioxidoa erabiltzeko aukera izan dezan, horren mailak murrizten eta berotze globala murrizten laguntzea, gizakiak jasaten duen arazo klimatiko garrantzitsu bat. Hala ere, horrelako esperimentuak kontu handiz tratatu behar dira, askatu ondoren kontrolatzen zaila den super-organismorik askatzen ez dugula ziurtatzeko.
Dena den, genoma minimalista duen zelula bat edukitzearen ideiak eta haren manipulazio biologikoak gizadiak dituen arazo handiak konpontzeko eta bere azken biziraupena lortzeko gai diren hainbat funtzio dituzten zelula mota askotarikoak sor ditzakete. Hala ere, bereizketa dago guztiz sintetikoa den zelula bat sortzearen eta funtzionalki sintetiko baten sorreraren artean. genoma. Zelula artifizial guztiz sintetiko ideal bat sintetizatu batek osatuko luke genoma sintetizatutako osagai zitoplasmikoekin batera, zientzialariek hurrengo urteetan aurrerapen teknologikoak bere gorenera iristen diren heinean berandu baino lehenago lortu nahiko luketen balentria.
Azken garapena hazteko eta zatitzeko gai den zelula guztiz sintetikoa sortzeko urratsa izan liteke.
***
References:
- Hutchison III C, Chuang R., et al 2016. Bakterio minimo baten diseinua eta sintesia genoma. Zientzia 25 2016ko martxoa: liburukia. 351, 6280 alea, aad6253
DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad6253
- Pelletier JF, Sun L., et al 2021. Genetikoki gutxieneko zelula batean zelula zatitzeko eskakizun genetikoak. Zelula. Argitaratutakoa: 29eko martxoaren 2021a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008
***
