Genetycy z InGen dokonali naukowego magicznego triku, tworząc pierwsze dinozaury Park Jurajski. Rzeczywisty proces jest prawie na pewno zbyt skomplikowany, aby go w pełni wyjaśnić na ekranie (lub w kilku akapitach), ale Pan DNA opisuje nas ogólnie. DNA, mówi nam, jest planem każdego organizmu, dinozaura i innych. Na wszystko jednak przychodzi czas, nawet na DNA dinozaura zachowane w komarach uwięzionych w bursztynie. Zatem genomy dinozaurów odzyskane przez naukowców InGen były niekompletne.

POWIĄZANE: Pan DNA powraca w filmie szkoleniowym „Long-Lost” z lat 90. w Jurassic Park

Po zsekwencjonowaniu odzyskanych próbek DNA zespół genetyków InGen pod kierownictwem dr. Henry’ego Wu (BD Wong) zidentyfikował luki i uzupełnił je informacjami genetycznymi żab (ku ich ostatecznemu przerażeniu, ale to inny artykuł). Majsterkowanie przy genomie jest konieczne, gdy tworzy się genetycznie zmodyfikowane chimery w kształcie dinozaurów, ale naukowcy z prawdziwego świata stosują podobne techniki. Niedawno zespół badaczy uczestniczący w projekcie Sc2.0 osiągnął kamień milowy, gdy udało mu się stworzyć komórki drożdży z półsztucznymi genomami. Wyniki opublikowano w trzech artykułach w czasopismach Komórka I Genomika komórkowa.

Jak naukowcy zbudowali farmę sztucznych drożdży

W przeszłości tworzyliśmy sztuczne drobnoustroje, ale w każdym z tych przypadków badacze pracowali z wirusami lub bakteriami. Nie można zaprzeczyć, że ich praca robi wrażenie, ale wirusy i bakterie mają stosunkowo mało informacji genetycznej i prostą budowę ciała. W zależności od tego, kogo spytasz, wirusy nawet nie są żywe, a bakteriom brakuje jądra i innych organelli. Co więcej, większość genomów bakteryjnych ma do czynienia tylko z jednym chromosomem. Z kolei życie eukariotyczne, takie jak drożdże, rośliny i zwierzęta, jest znacznie bardziej złożone, ponieważ wiele chromosomów działa w tandemie.

Jedną z głównych rzeczy, którą zrobili badacze, było usunięcie śmieci z genomu Saccharomyces cerevisiae, znanego również jako zwykłe drożdże piekarskie lub piwne. Przeszukali genom w poszukiwaniu powtarzających się sekwencji, które niczego nie kodują, i usunęli je. Następnie zebrali każdą sekwencję DNA kodującą transfer RNA, usunęli ją z istniejących chromosomów i połączyli w zupełnie nowy „neochromosom”.

POWIĄZANE: Naukowcy wyciągnęli nowy typ wirusa z najgłębszego miejsca w oceanie

Transfer RNA ma kluczowe znaczenie dla powodzenia i przetrwania komórki, a komórki te są gorącymi miejscami chaosu genetycznego. Posiadanie ich wszystkich w jednym miejscu daje naukowcom jeden cel przy zajmowaniu się tymi problemami. Zmodyfikowali także 6,5 z 16 natywnych chromosomów w komórce drożdży i przekazali drożdżom polecenie przetasowania genetycznego, które miesza i remiksuje geny. W rezultacie powstają nieskończone wersje sztucznych komórek drożdży, które naukowcy mogą przebierać i selektywnie hodować pod kątem pożądanych cech.

Syntetyczne drożdże mogą wytwarzać lekarstwa i paliwo, lepsze piwo i chleb

Przejście ze sztucznych chromosomów do półsztucznej komórki było pracochłonnym i żmudnym procesem, nad którym pracowano ponad dekadę. Naukowcy stworzyli osobne szczepy drożdży, z których każdy zawierał pojedynczy sztuczny chromosom. Następnie połączyli je razem, aby stworzyć młode drożdże z dwoma sztucznymi chromosomami. Następnie krzyżowali je razem i tak dalej, zastępując natywne chromosomy sztucznymi, po jednym na raz.

Kiedy do genomu wprowadzono pierwszy sztuczny chromosom, powstało wiele błędów, które należało edytować i naprawić. Kiedy zmodyfikowane drożdże rozmnażały się i dodawały do ​​swojego potomstwa dodatkowy sztuczny chromosom, pojawiały się nowe – czasem bardziej złożone – błędy, które również należało naprawić. Jeden krok, jeden chromosom i jedna rewizja na raz, zespołowi udało się osiągnąć półmetek pomiędzy całkowicie naturalnym i całkowicie syntetycznym materiałem.

POWIĄZANE: Najfajniejsze ataki dinozaurów w Park Jurajski franczyzowa

Można stworzyć sztuczne drożdże, które będą lepiej przeciwstawiały się zagrożeniom środowiskowym, pracowały szybciej i produkowały więcej. To oczywiście dobra wiadomość dla producentów chleba i piwa, ale nie ma powodu, abyśmy na tym poprzestali. Naukowcy byli w stanie zaprojektować drożdże do produkcji wszelkiego rodzaju rzeczy, w tym leków i paliw. Oprócz zastosowań praktycznych istnieje także czysta nauka polegająca na majstrowaniu przy biologii, aby zobaczyć, jak wszystko działa.

Genomy tych sztucznych lat tak bardzo różnią się od naturalnych drożdży, że nie reprezentują już sposobu, w jaki powstają drożdże, ale raczej to, jak można je wytworzyć. Jeśli wszystkie organizmy istnieją w spektrum możliwości biologicznych, wówczas sztucznie skonstruowane genomy badają granice tego spektrum. Aby uzyskać w pełni syntetyczną komórkę, zespół będzie musiał kontynuować hodowlę i majsterkowanie, zastępując natywne chromosomy i przemieszczając geny po jednym i dwóch na raz. Mają nadzieję, że za mniej więcej rok będą mieli całkowicie sztuczne drożdże. Miejmy nadzieję, że potworne drożdże nie przebiją się przez płoty i nie zjedzą wszystkich w zasięgu wzroku.

Obejrzyj transmisję strumieniową kolekcji Jurassic World w Peacock.