Искусственная жизнь за 14 дней

21.11.2003 13:18

Группа генетиков под руководством Крейга Вентера разработала новую технологию, которая позволяет создавать искусственный живой микроорганизм за 14 дней, сообщает Nature. О начале работы над проектом было объявлено в середине ноября прошлого года. Стоит отметить, Вентер не стал первым ученым, собравшим из отдельных генов микроорганизм. Пионером был сотрудник Университета штат Нью-Йорк Экард Виммер, который в прошлом году объявил о создании искусственного полиовируса из энзимов, собранных из живых клеток. Только у Виммера на сборку его вируса ушло три года, да и вирус вышел не вполне полноценным. Вентер же разработал технологию, по которой геном 5,5 тысяч нуклеотидов собирается за две недели, и в результате получается полноценный вирус, способный к репродукции. Вентер и его коллеги собрали вирус phi-X174 — существующий в природе, безопасный для человека и животных бактериофаг. Его геном состоит примерно из 5 386 нуклеотидов (нуклеотид — фрагмент нуклеиновой кислоты, которые различаются по остаткам оснований; всего остатков оснований для ДНК — 4 вида: аденин, цитозин, гуанин и тимин, соответствующие нуклеотиды обозначачются буквами А, Ц, Г и Т), то есть он на 1500 букв короче генома полиовируса.

Фото: Искусственная жизнь за 14 дней

Работы по "сборке" phi-X174 велись в некоммерческом Институте биоэнергетических альтернатив в Роквилле (IBEA), который возглавляет сам Вентер. Под его началом работает нобелевский лауреат Хэмилтон Смит, Клайд Хатчинсон из Университета Северной Каролины и Синтия Пфаннкох.

Вирус — всего лишь генетическая программа (геном), спрятанная в белковую оболочку. Заражая живую клетку, вирус подменяет ее программу своей, заставляя создавать новые копиии себя. Вентер и его коллеги разработали собственную методику для сборки генома из олигонуклеотидов, доступных для ученых, которых скрепляли энзимами. В каждый олигонуклеотид входит 40 базовых нуклеотидов. При этом ученые тщательно отсеивали олигонуклеотиды, в составе которых были генетические мутации. Когда был собран готовый геном вируса, этот геном имплантировали в бактерию того вида, которые пожирает phi-X174. В результате бактерия стала воспроизводить идентичные натуральному phi-X174 вирусы, то есть созданный геном оказался жизнеспособным.

В ближайшие три недели полное описание разработанного в IBEA механизма появится в Proceedings of the National Academy of Sciences. Патентовать разработку Вентер не собирается. Ею смогут воспользоваться все желающие.

В дальнейшие планы Вентера и коллег входит получение с помощи этой технологии искусственного микроорганизма, который не имеет аналогов в природе. Это будет уже не вирус, а бактерия, созданная на основе Mycoplasma genitalium. Ранее Вентер опубликовал список генов, необходимых для поддержания жизни одноклеточной Mycoplasma genitalium. Оказалось, что этим условиям удовлетворяют 300 из 517 генов этого организма. Из этих 300 генов Вентер намерен создать одноклеточный организм, который будет способен размножаться делением. Состоять геном этого организма будет из порядка 300 тысяч нуклеотидов. Он рассчитан таким образом, чтобы он не мог инфицировать человека. Находиться он будет в строго контролируемых условиях и в случае проникновения в незащищенную среду будет автоматически уничтожен, обещают генетики. В случае "утечки" из лаборатории, новая форма жизни может быть потенципально использована для создания биологического оружия нового поколения. И поэтому они не исключили, что придется отказаться от публикации подробностей о своем эксперименте.

Работы Вентера финансируются специальным грантом Министерства энергетики США. Министерство рассчитывает, что со временем проект будет иметь практический выход, например, для создания новых бактерий и микроорганизмов, "запрограммированных" на нейтрализацию выбросов вредных газов тепрлоэлектростанциями или на выработку водорода для топливных нужд.

На пресс-конференции Крейг Вентер отметил, что в созданном им геноме 5384 нуклеотида, а в геноме человека — 3 миллиарда, так что, по его словам, собрать геном человека в ближайшие 10 лет вряд ли удастся.

Крейг Вентер — основатель и бывший руководитель компании Celera Genomics, прославившийся своими успехами в расшифровке генома человека и предложивший эту услугу всем желающим за деньги, в научном мире слывет авантюристом. Тем не менее этот его прорыв вызвал благосклонные и даже восторженные отзывы от генетиков Старого и Нового Света.

Глава Центра биоэтики при университете штата Пенсильвания Артур Каплан заявил, что технология Вентера "впечатляет": "Это мощная методика, ее стоит применять с осторожностью и скромностью, но применять ее следует". "Это очень важный прорыв в технологии, — заявил USA Today специалист по молекулярной генетике Медицинского института Говарда Хьюза Джералд Рубин. — Можно представить себе, что наступит день, когда человек сядет за компьютер, разработате геном и затем соберет его. Мы пока изобретаем средства, которые сделают это возможным, и технология Вентера — одно из таких средств."