นักวิทยาศาสตร์ได้สังเคราะห์จีโนมของแบคทีเรียที่มีเพียงยีนที่ เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ จําเป็นต่อชีวิต (เครดิตภาพ: C. Bickel / วิทยาศาสตร์ (2016))จีโนมของแบคทีเรียเทียมที่มียีนจํานวนน้อยที่สุดที่จําเป็นต่อชีวิตได้ถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการซึ่งเป็นการเปิดทางสําหรับการสร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ด้วยชุดยีนที่กําหนดเองซึ่งมุ่งเป้าไปที่งานเฉพาะเช่นการกินน้ํามัน
แบคทีเรียที่สร้างขึ้นใหม่ซึ่งสามารถเผาผลาญสารอาหารและทําซ้ําตัวเอง (แบ่งและทําซ้ํา)
ทําให้ทีมเข้าใกล้การสร้างชีวิตเทียมที่กําหนดเองด้วยฟังก์ชันเฉพาะไปอีกขั้นหนึ่งแบคทีเรียเทียมมีเพียง 473 ยีนเมื่อเทียบกับพันที่มีอยู่ในแบคทีเรียป่า ทีมยังไม่ทราบหน้าที่ของยีนที่จําเป็นต่อชีวิต 149 ยีนเหล่านี้ [คลี่คลายจีโนมมนุษย์: 6 เหตุการณ์สําคัญระดับโมเลกุล]”เรากําลังแสดงให้เห็นว่าชีวิตที่ซับซ้อนนั้นซับซ้อนเพียงใดแม้ในสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุด” เครก เวนเตอร์ ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของสถาบัน J. Craig Venter Institute (JCVI) กล่าว ซึ่งการศึกษาเสร็จสมบูรณ์ “การค้นพบเหล่านี้เป็นเรื่องที่ถ่อมตนมากในเรื่องนั้น”
เรื่องราวเริ่มต้นด้วยแบคทีเรียสกุลหนึ่งที่เรียกว่า Mycoplasma ซึ่งเป็นเชื้อโรคที่มีจีโนมที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่พบในธรรมชาติและมีแนวโน้มที่จะอาศัยอยู่ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ
เวนเตอร์กล่าวว่าเขาและผู้เขียนอีกคนหนึ่งของการศึกษาไคลด์ฮัทชิสันแห่ง JCVI ได้พูดคุยกันในปี 1990 ว่าจะต้องตอบคําถามพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการทํางานของชีวิตอย่างไร ข้อสรุปของพวกเขาคือพวกเขาจําเป็นต้องสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีจีโนมที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ในปี 1995 Venter กล่าวว่านักวิจัยคนอื่น ๆ ประเมินว่าสิ่งมีชีวิตเทียมดังกล่าวจะต้องมียีนอย่างน้อย 256 ยีนเพื่อให้สามารถทํางานได้ นั่นกลับกลายเป็นว่าผิด – แต่จนถึงตอนนี้พวกเขาก็ไม่รู้ว่าผิดแค่ไหน
ทีมใช้จีโนมของ M. mycoides เพื่อสร้างแบคทีเรียของพวกเขา จีโนมของแบคทีเรียนั้นถูกสังเคราะห์ขึ้นในปี 2010 โดยสร้างเซลล์ที่จําลองตัวเองเซลล์แรกจากจีโนมเทียม สถาบันเวนเตอร์เรียกแบคทีเรียนั้นว่า syn1.0 แบคทีเรียนั้น, แม้ว่า, มี 1.1 ล้านคู่ฐานในดีเอ็นเอของมัน, หรือ 901 ยีน.
แบคทีเรียใหม่ของพวกเขามี 531,000 คู่ฐานสําหรับ 473 ยีน เพื่อลดจํานวนยีนทีมใช้จีโนม syn1.0 เป็นแม่แบบ จากนั้นพวกเขาออกแบบชุดจีโนมที่เป็นไปได้สําหรับแบคทีเรียและแบ่งพวกมันออกเป็นสายที่สั้นกว่า เพื่อดูว่ายีนใดที่จําเป็นอย่างยิ่งสําหรับชีวิตนักวิทยาศาสตร์ได้แทรกลําดับทางพันธุกรรมที่เรียกว่า transposons ที่ขัดขวางการทํางานของยีนที่กําหนด หากหลังจากนั้นเซลล์ยังมีชีวิตอยู่ก็ถือว่าไม่จําเป็นและถูกตัดออก ในทางกลับกันถ้าเซลล์ตายมันก็ชัดเจนว่าสิ่งที่ถูกนําออกมาเป็นสิ่งจําเป็น
อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้ไม่ง่ายอย่างนั้น Venter กล่าว บางครั้งยีนเดียวสามารถลบออกได้ด้วยตัวเอง
แต่เมื่อรวมกับยีนอื่นมันก็กลายเป็นสิ่งจําเป็น Venter เปรียบเครื่องบิน: “ถ้าคุณไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับเครื่องบินและคุณกําลังดู 777… เครื่องบินยังสามารถบินและลงจอดได้ ดังนั้นคุณจะบอกว่ามันไม่จําเป็น และคุณจะไม่ค้นพบสิ่งสําคัญจริงๆ จนกว่าคุณจะถอดปีกที่สองออก”
ในที่สุดพวกเขาก็สร้างจีโนมสังเคราะห์ที่สามารถแทรกเข้าไปในแบคทีเรีย Mycoplasma ตัวอื่นได้ (จีโนมเก่าจะถูกลบออก) ซึ่งในตัวมันเองสามารถเติบโตและมีชีวิตอยู่ได้เหมือนเซลล์ปกติ พวกเขาเรียกผลลัพธ์ว่า syn3.0 [อินโฟกราฟิก: วิธีที่นักวิทยาศาสตร์สร้างรูปแบบชีวิตกึ่งประดิษฐ์]
Venter และทีมของเขาเสริมว่าจํานวนยีนขั้นต่ําที่จําเป็นสําหรับชีวิตจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตที่พวกเขาเริ่มต้นด้วย – พวกมันจะได้รับผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมากหากพวกเขาเริ่มต้นด้วยสาหร่ายสายพันธุ์เป็นต้น ยีนใดที่จําเป็นอาจขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เซลล์หรือแบคทีเรียอยู่
ตัวอย่างเช่นในการทํางานในช่วงต้นของ Mycoplasma genitalium สื่อการเจริญเติบโตเป็นทั้งฟรุกโตสและกลูโคส การเคาะยีนที่ขนส่งฟรุกโตสอาจไม่ส่งผลกระทบต่อเซลล์ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยกลูโคสและการเคาะตัวขนส่งกลูโคสก็จะไม่ส่งผลกระทบต่อมันเช่นกัน แต่ถ้าทั้งสองถูกกระแทกออกเซลล์ก็จะตาย ดังนั้นยีนใดที่จําเป็นจึงไม่ใช่ข้อเสนอทั้งหมดหรือไม่มีอะไรเลย
ฮัทชิสันผู้เขียนหลักของการศึกษาและผู้ตรวจสอบที่โดดเด่นของ JCVI ตั้งข้อสังเกตว่าจีโนมที่น้อยที่สุดจะขึ้นอยู่กับสิ่งที่ต้องการให้เซลล์ทําด้วยนั่นคือแบคทีเรียที่เรืองแสงในที่มืดจะมีจีโนมน้อยที่สุดที่แตกต่างจากอย่างอื่น
”จะมีจีโนมน้อยที่สุดมากมาย” เวนเตอร์กล่าวMaria Lluch Senar นักวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพของศูนย์ควบคุมจีโนมในบาร์เซโลนาประเทศสเปนกล่าวว่าความสําเร็จนี้น่าตื่นเต้นเพราะได้เปิดเผยวิธีการออกแบบจีโนมที่เร็วกว่าวิธีการลองผิดลองถูกที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมาก “สิ่งนี้อยู่ที่นี่คุณสามารถ สล็อตเว็บตรง , ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ เว็บตรง
