В Швейцарской высшей технической школе Цюриха создан первый в мире искусственный бактериальный геном. Один из экспертов, знакомый с деталями проекта — ученый-биоинженер Бет Кристен — сообщил, что скоро людям будут доступны формы жизни, у которых нет никаких предков, в первую очередь бактерии.
Биоинженеры будут использовать компьютеры для «разработки» живых организмов и приспособлять их для применения в медицине, промышленности или сельском хозяйстве. С помощью синтеза ДНК и других технологий они будут строить геномы бактерий с нуля, чтобы производить искусственные формы жизни.
Фото: polybox.ethz.ch
«Это не те организмы, в которых изменены только отдельные гены. Такой метод десятилетиями применялся в биотехнологии и селекции культур. Для новых организмов биоинженеры буквально разработали геном с нуля, чтобы они могли синтезировать его в лаборатории. Такие искусственные формы жизни могут звучать как научная фантастика, но я убежден, что они скоро быть реальностью. Научные и технические условия, необходимые для производства этих организмов, уже существуют», — пишет в статье Кристен.
Технологические основы
В распоряжении ученых — несколько десятилетий исследований в области молекулярной и системной биологии с большой степенью детализации. Цифровые базы данных хранят более 200 000 последовательностей генома разных организмов. Комбинируя или модифицируя известные генетические функции, биоинженеры могут создавать микроорганизмы с новыми полезными характеристиками.
Несколько лет назад синтез геномов микроорганизмов с нуля был трудоемким и затратным. Сейчас, благодаря компьютерным алгоритмам, биоинженеры могут наносить молекулы ДНК непосредственно на кремниевый чип. Это достижение вскоре позволит ученым конструировать геном и имплантировать его в клеточные оболочки, то есть создавать новые микроорганизмы «с нуля». Они будут полезны медицине и биотехнологическом производстве терапевтических средств, например, для создания вакцин или лечения нарушений обмена веществ.
Другой многообещающий путь применения искусственных бактерий — разработка почвенных микробов, которые защищают рассаду или производят удобрения для сельскохозяйственных культур непосредственно из азота.
Риски и регулирование
Бет Кристен говорит также о необходимости обсуждения и регулирования новых технологий. «Существующие национальные и международные правила, касающихся производства и торговли синтетической ДНК, должны быть расширены», — читает Кристен.
«В конечном счете, нашей целью должно быть использование искусственных организмов на благо общества и сведение к минимуму риска их неправильного использования. Мы — как ученые, так и политики — должны добиться того, чтобы эта технология использовалась с максимально возможной пользой для общества».