Genom-Dekonstruktion

Genom-Dekonstruktion

Elena Kleschtschenko
"Chemie und Leben" №5, 2016

Er stand auf, zog seine Robe aus, Yarmulke, Schuhe. Er zog seine Leinenhose und sein Hemd aus. Er nahm wie eine Perücke den Kopf ab, entfernte sein Schlüsselbein wie Riemen, entfernte seinen Brustkorb wie ein Hauberk. Er zog seine Hüften aus, nahm seine Beine ab, hob ab und warf seine Hände wie Fäustlinge in eine Ecke. Was von ihm übrigblieb, löste sich allmählich auf und färbte kaum die Luft. Cincinnatus, Sie wurden durch Ihre kriminelle Übung erfrischt.

Vladimir Nabokov. "Einladung zur Ausführung"

Derjenige, der es versteht zu überraschen

Craig Venter ist einer der buntesten Menschen in der modernen Lebenswissenschaft. Er wurde 1946 geboren und war nicht so sehr an akademischen Kenntnissen interessiert, bis er Vietnam besuchte, wo er in einem Feldkrankenhaus arbeitete. Die militärische Erfahrung veranlasste ihn, ernsthaft Medizin zu studieren, dann erkannte er, dass die Biologie ihn stärker anzog, und 1975 promovierte er. Craig Venter wurde eine echte Berühmtheit, als die Firma, die er schuf Celera Genomik versprach, das menschliche Genom schneller und billiger zu entziffern als ein internationales Projekt, das sich das gleiche Ziel gesetzt hat. Und Celera es tat: ihre Entschlüsselungsgenauigkeit war niedriger als die des "menschlichen Genoms", aber die Kosten waren relativ niedrig: ungefähr 300 Millionen gegen 3 Milliarden Dollar.

Es war nicht ohne Konflikte: Die Mehrheit der Wissenschaftler glaubte, dass der Zugang zum menschlichen Genom frei und frei sein sollte, und Craig Venter würde zusätzliche Daten liefern Celeramit einem kostenpflichtigen Abonnement, um die Kosten des Unternehmens zu decken. Viele fanden es unmoralisch, Venter wurde wegen Gier und Unmenschlichkeit vorgeworfen. Im Jahr 2002 schied er jedoch aufgrund von Meinungsverschiedenheiten mit dem Hauptinvestor aus der Präsidentschaft des Unternehmens aus – nach Ventes Worten war Unternehmertum für ihn nur eine Quelle der Finanzierung von Forschungsprojekten. Mitte der 2000er Jahre wurde das John Craig Venter Institute (JCVI), eine gemeinnützige Genomforschungsorganisation, gegründet.

Im Jahr 2007 veröffentlichten Mitarbeiter von JCVI und Co-Autoren aus anderen Ländern einen Artikel, in dem sie den Beginn einer Ära der individuellen Genomik ankündigten, und die Anwendung darauf war John Craig Venters eigenes Genom, das für jeden zugänglich war (PLoS Biologie, 2007, 5 (10): e266. doi: 10.1371 / journal.pbio.0050266). Die zuvor gewonnenen menschlichen Genome bestanden aus DNA vieler Spender, meist anonym. Seitdem geht ein Artikel über Venter selten, ohne zu erwähnen, dass er Gene für die Anfälligkeit für asoziales Verhalten hat.Sie können mehr über Craig Venters genomische Projekte in seinem Buch "Entschlüsseltes Leben. Mein Genom, mein Leben" (Moskau: Binom. Labor des Wissens, 2015) lesen.

Ein weiteres Projekt von Craig Venter ist eine großangelegte Untersuchung der Genome mariner Mikroorganismen, die uns näher an das Verständnis der grundlegenden Gesetze der Meeresökologie, insbesondere der Kohlenstoffumwandlungen, bringen soll. Darüber hinaus können Meeresorganismen nützliche Gene für die Bedürfnisse von Wissenschaft und Biotechnologie finden. Im Jahr 2005 wurde Craig Venter einer der Gründer des Unternehmens Synthetische Genomikdas daran arbeitet, Bakterien, Hefen und Algen zu gewinnen, die Biokraftstoffe produzieren können – Ethanol und Wasserstoff. Unter Partnern Synthetische Genomik – Unternehmen Exxon mobil und Britisches Erdöljetzt BP plc (Nun, was ist, wenn diese Biologen Erfolg haben?).

Aber um einen Organismus mit den notwendigen Eigenschaften zu erschaffen – ob ein Bakterium, das Biodiesel produziert, oder etwas, das ehrgeiziger ist – müssen Sie verstehen, wie das Leben funktioniert. Um Programme in der Sprache zu schreiben, die in der DNA verwendet wird, müssen Sie diese Sprache lernen. Es genügt uns nicht zu wissen, welche DNA-Sequenzen die RNA-Synthese auslösen und unterbrechen und welches Triplett welcher Aminosäure entspricht – wir müssen es wissenWelchen Platz hat das Genprodukt im Zellleben, welche Eigenschaften bietet es, mit welchen anderen Produkten ist es funktionell verbunden? Und wenn es keine Lehrbücher zur Programmiersprache gibt, die Sie aber wirklich wollen? Dann gibt es den falschen Ansatz: Schreiben Sie ein kleines Programm selbst, wo Sie verstehen, wie Sie es tun, verwenden Sie Verständnis, wo Sie nicht verstehen, ziehen Sie Fragmente anderer Programme (es gibt genug von ihnen, mehr und mehr entschlüsselte Genome), dann starten und sehen, was passiert. Über dies sind Craig Venter und seine Kollegen seit mindestens 20 Jahren beteiligt.

Die Geburt von Cynthia

Im Jahr 1996, eine Gruppe von Mitarbeitern TIGR (Das Institut für Genomforschung, 1992 von Venter geschaffen, wurde später Teil von JCVI) sequenzierte das Genom Mycoplasma genitalium. Dieses Bakterium lebt im Genital- und Atmungssystem von Primaten, und sein Genom ist eines der kürzesten, nur eine halbe Million Basenpaare und ein halbes Tausend Gene. Verständlicherweise ernährt sich der Parasit auf Kosten fremder Ressourcen, lebt in stabilen Bedingungen und kann auf viele Dinge verzichten, die unabhängige Lebewesen brauchen.

Wie kann man herausfinden, warum wir das eine oder andere Gen von fünfhundert brauchen und ist es überhaupt notwendig? Der klassische Weg der Biologen ist es, sie zu verderben und zu sehen, wie Bakterien ohne ein bestimmtes Gen leben, was sich für sie verändert hat.Zu diesem Zweck entwickelte das Venter Institut eine Methode der Transposon-Mutagenese: Mobile genetische Elemente wurden willkürlich in die Genome von Bakterien eingefügt, dann wurden Bakterien auf das Nährmedium ausgesät und die Genome der Überlebenden wurden gelesen, um herauszufinden, wo der "Tippfehler" entstand. Sie können auch das Genom "Ihrer" Bakterien mit dem Genom anderer Organismen vergleichen, basierend auf der Annahme, dass ähnliche Gene Proteine ​​mit ähnlichen Funktionen kodieren. Und wenn wir viel lernen – versuchen Sie, das Genom von Grund auf neu zu erstellen.

Das grundlegende Merkmal der Idee von Craig Venter war es, die DNA synthetisch zu machen, und nicht, zum Beispiel, Kopien von Genomfragmenten zu kopieren und zusammenzufügen. Die Aufgabe war gelinde gesagt schwierig. In vitro können nur kleine DNA-Fragmente synthetisiert werden: Lange Moleküle brechen, wenn nicht durch zelluläre Maschinerie geschützt, die verwendet werden, um mit einem fragilen Informationsträger umzugehen. Daher wurden die Fragmente in die Zellen von Escherichia coli kloniert und verbunden, bis sie vier große Fragmente erhielten, jeweils etwa ein Viertel des Genoms. M. Genitaliumund solche, die bereits in Hefezellen gesammelt wurden. (Dies ist eine sehr kurze Geschichte ohne technische Details.)

Im Januar 2008 gab das Craig Venter Institute bekannt, dass das Mycoplasma-Genom vollständig synthetisiert wurde. Die erhaltene DNA erhielt den Namen Mycoplasma genitalium JCVI-1.0.

Der nächste Schritt sollte der Transfer des synthetischen Genoms in die Zelle von Mycoplasma sein, von dem sein eigenes Genom entfernt wurde. Aber es hat nicht funktioniert: DNA, geklont in Hefe, weigerte sich, eine lebende Zelle zu steuern, obwohl das Genom, das aus einer Mycoplasma-Zelle einer Spezies extrahiert wurde, perfekt an eine andere akklimatisiert war. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass der Grund für die Methylierung die selektive Zugabe von CH ist3-Nukleotide, die die Sequenz der "Buchstaben" des Genoms nicht verändern, sondern die Aktivität von Genen regulieren. Die Hefezelle konnte das korrekte Methylierungsmuster nicht sicherstellen, so dass der Neustart des Programms fehlschlug. Mycoplasma-Enzyme, die für die Methylierung verantwortlich sind, müssen erhalten werden, und Chromosomen, die aus Hefezellen extrahiert wurden, werden mit ihnen behandelt.

Im Jahr 2009 erschien ein Artikel in Wissenschaft (2009, 325, 5948, 1693-1696, doi: 10.1126 / science.1173759) – Venters Team klonierte das gesamte Genom Mycoplasma mycoides in Hefe und dann in einen Käfig einer nahe verwandten Art – M. capricolum. Es war noch keine synthetische DNA, aber in der Hefezelle wurde das Genom Veränderungen unterworfen, also die Schaffung eines neuen lebensfähigen Stammes M. mycoides Craig Venter könnte sich selbst in eine Anlage schreiben.

Schließlich wurde 2010 die Aufgabe vollständig gelöst: ein synthetisches Genom M. mycoides in einem Käfig gefangen M. capricolum (Wissenschaft, 2010, 329, 5987, 52-56, doi: 10.1126 / science.1190719). Das neue Bakterium hat den Namen bekommen Mycoplasma Laboratorium JCVI-syn1.0, und informell hieß es Cynthia (von "synthetisch").

Die Doktrin markierte ihre Entstehung – eingeführt in die Genomsequenz, die es nicht war M. mycoidesdie verschlüsselte Nachrichten an jemanden tragen, der ein künstliches Mycoplasma (obwohl es kaum in die Wildnis entkommen kann) fängt und es mit einem Genom liest. In diesen Nachrichten bezeichnete jedes der Nukleotidtripel einen Buchstaben des lateinischen Alphabets oder eine Zahl. Zu den "Wasserzeichen" im Genom von Cynthia gehört ein HTML-Skript, das den Browser als Begrüßung zum Dekoder einliest, die Liste der Autoren des Artikels, sowie Zitate von James Joyce ("Lebe, irr, fall, triumph, erschaffe Leben aus dem Leben"), Robert Oppenheimer ("Nicht zu sehen, was ist, aber was sein kann") und Richard Feynman ("Was ich nicht bauen kann, kann ich nicht verstehen", obwohl Feynman aus Gründen der Genauigkeit "erschaffen" musste).

Die Erben von Joyce beklagten, dass Venter und das Unternehmen sie nicht benachrichtigen würden und nicht um Erlaubnis gebeten hätten, bevor sie eine unsterbliche Linie in das Bakterium eingeführt hätten.Der Fall kam nicht vor Gericht (obwohl das "verdorbene Telefon" des Internets auch diese Version von Ereignissen anbietet), so dass mycoplasma das unbefugte Kopieren des klassischen Textes fortsetzt. Es wäre interessant zu sehen, ob Mutationen es verdorben haben, ob "live" zum Beispiel "trinken" geworden ist …

Nur notwendig

Zitate, wie wir sehen, wurden mit Bedeutung ausgewählt, aber können wir immer verstehen, was wir gebaut haben? Wie der Philosoph Daniel Dennett von der Tufts University schrieb: "Wenn man versucht, Dinge mit Hilfe von Gleichungen zu modellieren, um fortschrittliche Computermodelle zu erzeugen, kann ein Modell entstehen, das die Natur subtil modelliert, aber das Modell nicht versteht." Dies ist auf die Arbeit von Venter und seinen Kollegen zurückzuführen: Eine exakte Kopie des Mycoplasma-Genoms ist nicht viel klarer als das Mycoplasma-Genom selbst. Ja, das Experiment hat bewiesen, dass wir nichts vermisst haben – die DNA des Genoms ist genug, um alle wichtigen Eigenschaften zu erben und das Leben der Zelle zu unterstützen. Aber jetzt ist die Zeit für den nächsten Schritt gekommen – um alles unnötige oder nicht sehr notwendige zu entfernen, ein minimales Genom zu schaffen.

Die Idee eines "Core" (Kern) -Gensatzes, der für das Überleben einer Zelle notwendig ist, entstand vor langer Zeit.Es wurde insbesondere 1996 von Arkady Musheghyan und Jewgeni Kunin formuliert. Sie verglichen die Genome M. Genitalium und Haemophilus-Influenza – Übrigens sequenzierten er und der andere das Venter-Team – und erfuhren, dass ein solcher Satz 256 Gene enthalten sollte (Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften USA, 1996, 93, 10268-10273). Und auf dieser Basis schaffen verschiedene Arten ihre eigenen Überstrukturen, die ihnen alle möglichen Vorteile, große und kleine, geben, aber sie sind für das Leben und die Fortpflanzung unter idealen Bedingungen nicht notwendig.

Es gibt viele theoretische Wesen in der Wissenschaft: einige, wie Maxwells Dämon, wohnen nur in der Phantasie von Wissenschaftlern, andere, wie der letzte gemeinsame Vorfahr aller lebenden Zellen, waren tatsächlich, aber so weit in der Zeit, dass ihre Erscheinung neblig ist. Venter und seine Mitarbeiter haben eines der Exponate des spekulativen Bestiariums in die Realität umgesetzt – die Zelle mit Minimalgenom. Oder zumindest eine funktionierende Annäherung an dieses Ideal.

Es gab andere Projekte mit ähnlichen Aufgaben: In E. coli wurden beispielsweise Gene einzeln entfernt, was die Größe des Genoms erheblich reduzierte. Die Autoren des Artikels betonen jedoch, dass sie von unten, nicht von oben, begannen: Sie synthetisierten das Minimalgenom aus dem Nichts und untersuchten, ob es funktionieren könnte.Sie selbst nennen das, was sie tun – "Full-Genome Design".

Synthetisches Leben, Version 3.0

Der Erfolg kam nicht sofort. Das hypothetische Minimalgenom (HMG) wurde aus bisher verfügbaren Daten zu Mycoplasmengenen konstruiert, die benötigt werden und die nicht oder nicht besonders benötigt werden. Gene aus dem Genom entfernt M. Laboratorium JCVI-syn1.0 – Genom M. Genitalium weniger, aber es wächst langsam, neben syn1.0 – sein eigenes, einheimisches Tier, dessen Launen seinen Erschaffern gut bekannt sind. Wir mussten beim Löschen bestimmte "Regeln der Syntax" entwickeln, damit sie die benötigten Gene nicht beeinflussten: Denken Sie daran, dass sich zum Beispiel Bakteriensequenzen von Genen oft überschneiden und dass Sie, wenn Sie einen entfernen, den anderen abschneiden können. Das Genom wurde, wie bei der Erzeugung von syn1.0, durch sequenzielles Zusammenfügen von Fragmenten synthetisiert. In der Endphase wurden acht Segmente mit überlappenden Kanten erhalten.

Anfang der 90er Jahre haben sich die Studenten der Moskauer Staatlichen Universität Biofak gegenseitig Notizbücher mit einer handschriftlichen Übersetzung von "Der Herr der Ringe" überreicht. (Literatur im Fantasy-Genre ist noch keine Industrie geworden, Einheiten haben Personal Computer – unsere Kinder verstehen das nicht.) Eines der Notizbücher war verloren, und eine kurze Zusammenfassung wurde auf das Cover des vorherigen geschrieben: "Frodo,Sam und Gollum gehen durch fürchterlich schreckliche Sümpfe, wo alle, vor allem Frodo, fast ertrunken sind, dann treffen sie Bruder Boromir, der jedoch nicht wie er aussieht … "Schwacher Ersatz für den ganzen Text, aber trotzdem kann man mehr lesen. Ungefähr Außerdem haben Venter und Kollegen jedes der acht Segmente auf Konsistenz getestet, acht Testkombinationen erstellt: jeweils ein Segment von HMG, die anderen sieben von syn1.0, sieben volle Notebooks und eine Zusammenfassung, nur eine Kombination war lesbar, wo das Fragment wurde durch das Minimum ersetzt m Nummer 2, alle anderen Optionen waren nicht lebensfähig.Es wurde klar, dass einige Gene als unnötig unnötig angesehen wurden.

Die erste Stufe war auf ihre Art nützlich: So konnte beispielsweise die Genauigkeit der DNA-Synthese verbessert und die Geschwindigkeit der Genom-Assemblierung erhöht werden – jetzt dauerte es weniger als drei Wochen, nicht Monate und Jahre. Aber wie kann man feststellen, welche Wörter in den zu lesenden Text zurückgegeben werden sollen?

Genomikdesigner verwendeten wiederum die Transposon-Mutagenese: Sie unterzogen ihn syn1.0, erhielten Kolonien von überlebenden Bakterien und untersuchten ihre Genome. Wenn das Gen durch die Insertion des Transposons aufgebrochen wird und das Bakterium noch am Leben ist, wird dieses Gen nicht benötigt. Es wurden 30.000 solcher Konstruktionen (Insertionen) gefunden.Dann wurden die Zellen mehr als 40-mal neu gepflanzt und untersucht, welche Mutationen nach den Subkulturen bestehen bleiben, wobei die "kranken" Zellen langsam wachsen und dabei verschwinden. In der neuen Generation waren die Mutationen viel kleiner – etwa 14.000. Man könnte annehmen, dass jene 16.000 Mutationen, die während der Nacherneuerung von geschädigten Genen verschwanden, ohne die man sogar schlecht leben kann, und diejenigen, die blieben – in Gene, die wirklich nicht benötigt werden.

Danach teilten die Wissenschaftler die syn1.0-Gene in drei Gruppen ein: die notwendigenwesentlich, e(-gens), unnötig (unwesentlich, n-gens) und quasi-notwendig, verursacht Schaden mit dem Leben vereinbar (Beeinträchtigungich– Gene, die durch Mutationen beschädigt wurden, die während der Nachsaat verschwanden. Letztere wiederum waren mehr oder weniger notwendig, je nachdem, wie viel Wachstum ohne sie verlangsamt wurde.

Basierend auf diesen Daten wurde eine neue Version des Minimalgenoms erstellt, die RGD1.0 (von reduziertes Genom-Design). Es war die halbe Länge des syn1.0-Genoms, fast alles wurde gelöscht. n-– Gene (mit Ausnahme derjenigen, die zwischen den großen Clustern der gewünschten Gene lagen, und jenen, deren biochemische Funktionen trotz der Daten zur Mutagenese wichtig waren). Dann wurden wieder acht Segmente synthetisiert, jeweils kombiniert mit sieben syn1.0-Fragmenten. Jetzt erwiesen sich alle acht Kombinationen als lebensfähig.Richtig, ein, mit einem verkürzten Segment von 6, wuchs sehr langsam: wie sich herausstellte, gab es ungeplanten Schaden darin. Nachdem der Defekt behoben war, war alles in Ordnung.

Es bleibt übrig, das reduzierte Genom von acht Fragmenten zu sammeln … ja, natürlich! Die Kombination von acht reduzierten Fragmenten war wiederum nicht lebensfähig. Das hätte gut passieren können. Stellen Sie sich vor, dass die Enzyme A und die beide führen die gleiche Reaktion aus, während A ist in Segment 1 und die – in Segment 3. Enzym A kann beschädigt werden, ohne das Leben zu beschädigen, wenn er gespeichert wird dieund umgekehrt auf diese Weise A und die wird sowohl in Mutagenese-Experimenten als auch in der Assemblierung von Genomen mit syn1.0-Fragmenten unnötig erscheinen. Aber in der letzten Phase wird ein Fehler auftreten: Die notwendige Reaktion in der Zelle wird nicht funktionieren.

Dann erstellten die Wissenschaftler Sätze verschiedener Kombinationen von Segmenten RGD1.0 und syn1.0. Die Version mit den Segmenten 2, 6, 7 und 8 aus RGD1.0 und 1, 3, 4, 5 – aus syn1.0 erwies sich als brauchbar. Und sehr lebensfähig – die Anzahl der Zellen verdoppelt sich in 105 Minuten und in syn1.0 – in etwa einer Stunde. Nun wurde dieses Konstrukt einer Transposon-Mutagenese unterzogen und es wurde herausgefunden, welche angeblich unnötigen Gene in den Segmenten 1, 3, 4, 5 nicht berührt werden konnten, da sie im neuen Kontext in die Kategorie notwendiger oder quasi-notwendiger wurden.Diese Segmente neu synthetisiert – und schließlich eine lebende Zelle bekommen, die JCVI-syn2.0 genannt wurde (Genomlänge – 576 Basenpaare, 478 Proteingene und 38 RNA-Gene). In der letzten Phase konnten sie weitere 42 Gene entfernen und erhielten schließlich JCVI-syn3.0 mit einem Genom, das kleiner ist als das von M. Genitalium (Wissenschaft, 2016, 351, 6280, doi: 10.1126 / science.aad6253).

Genome verschiedener Spezies

AnsichtGenomgrößeAnzahl der Gene
Der Mann3,2 Milliarden Bp. N.etwa 20 Tausend
Rezuhovidka Arabidopsis thaliana157 Mio. N.mehr als 25 Tausend
Nematode Caenorhabditis elegans100 Millionen N.mehr als 20 Tausend
Fruchtfliege Drosophila melanogaster175 Millionen N.mehr als 13 Tausend
E. coli Escherichia coli4,6 Millionen n.4288
Mycoplasma genitalium0,58 Millionen n.525
Mycoplasma mycoides1,20 Millionen n.ungefähr eintausend
Mycoplasma Laboratorium JCVI-syn1.01.078.809 bp n.901
Mycoplasma Laboratorium JCVI-syn3.0531.000 bp473 Gene (codieren 438 Proteine ​​und 35 RNA)

Wenn dieses "fast minimale" Konstrukt erneut mutagenisiert wurde, wurden Insertionen hauptsächlich in intergenischen Sequenzen, manchmal in Genen, die bedingt notwendig waren, beobachtet. Das Genom von Cynthia III bestand hauptsächlich aus Genen, denen in den ersten Experimenten Genome zugeordnet wurden e– und ich-Gruppen

Was sind diese Gene? An erster Stelle wurde die Insertion von mobilen Elementen, Genen zur Modifikation und Restriktion von DNA entfernt. Da die Zellen in einer reichen Umgebung wuchsen, war es auch möglich, einige Gene zu entfernen, die für metabolische Prozesse verantwortlich sind.(Zum Beispiel gibt es eine Menge Glukose in der Umwelt, was bedeutet, dass die Fähigkeit, alternative Kohlenstoffquellen zu verwenden, nicht so notwendig ist.) auch die Funktion von Membranstrukturen – selbst in der günstigsten Umgebung muss man in der Lage sein, Nährstoffe aufzunehmen und die Homöostase aufrechtzuerhalten.

79 Gene konnten jedoch immer noch nicht in eine dieser Kategorien aufgenommen werden, und mindestens 19 unter ihnen – e-gens. Die Autoren des Artikels sind optimistisch, dass dies das interessanteste ist: Vielleicht liefern unbekannte Gene eine unbekannte, aber offensichtlich eine sehr wichtige biologische Funktion.

Wie sieht es aus und was kann?

Die verkürzte Version repliziert langsamer als syn1.0 (die Verdopplungszeit beträgt etwa drei Stunden). Ansonsten ähneln sich Cynthia und ihre Vorfahren. M. mycoides. Aber es ist interessant, dass die dritte im Gegensatz zur ersten Version dazu neigt, Aggregate in flüssiger Kultur zu bilden, obwohl sie leicht zerstört wird.

Cynthia I und Cynthia III: Gesamtansicht in Flüssigkultur und "Porträts" einzelner Zellen. Die fadenförmigen Strukturen, die syn3.0 bilden, sind deutlich sichtbar. Sie werden jedoch leicht durch Agitation zerstört.

Einige Pioniere der synthetischen Biologie, wie George Church, waren skeptisch gegenüber Craig Venters Bakterien: sehr schwierig, sehr teuer, und schließlich tun sie nichts, was ein guter, alter E. coli nicht tun könnte. Venter und andere haben jedoch verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für Cynthia beschrieben.

Zunächst entschieden sie sich zu prüfen, was passieren würde, wenn die Gene nicht anders als im Mycoplasmengenom des Wildtyps im Genom lokalisiert wären, und logisch, wenn funktionell verwandte Gene nebeneinander gestellt würden. (Übrigens kommt es in Bakterien und in der Natur oft vor: Gene befinden sich beispielsweise neben ihnen, deren Produkte die sukzessiven Umwandlungen einer Substanz sicherstellen.) Eine solche Reorganisation von Segment 2 von syn1.0 verlangsamte zumindest sein Wachstum nicht. Und die Forscher haben in das syn3.0-Genom ein leicht modifiziertes 16S-Gen-RNA-Ribosom eingefügt – das heißt, sie haben einen der Teile der Maschine optimiert, die Proteine ​​synthetisieren! Und es ging gut. Es ist möglich, dass solche Experimente in einer vollständig kontrollierten Umgebung praktischer sind.

Wir haben also eine lebende Zelle in ihrer Grundkonfiguration oder etwas, das ihr sehr nahe kommt. Werden wir lernen, das Programm zu komplizieren, neue Funktionen hinzuzufügen,ein Bakterium entwerfen, das Stücke aus Polyethylen und Kartoffelschalen in Benzin mit hoher Oktanzahl verwandeln kann? Oder eine andere – lass das Rohmaterial gleich sein, aber in Glukose? Und gleichzeitig die dritte, die unter Einwirkung von Sonnenlicht organische Materie aus Methan, Kohlendioxid und Stickstoff produziert, vor allem für die Terraformierung entfernter Planeten … Im Vergleich zu dem, was bereits getan wurde, scheint all dies nicht möglich zu sein.


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