Колко гени са необходими за създаването на жива клетка?

Колко гени са необходими за създаването на жива клетка?

Тази статия се основава на интервю в Science Friday и първоначално беше публикувани на PRI.org.

Биологът Крейг Вентър и неговият екип току-що обявиха, че след години на провал най-накрая са разбрали минималния брой гени, необходими за създаването на жива, съкратена версия на клетка.



Вентър, който е основател както на J. Craig Venter Institute, така и на Synthetic Genomics Inc., работи за създаването на версия на бактерията Mycoplasma mycoides само с минималния минимум от генетични инструкции, необходими за живота. Както се оказва, казва той, най-малко 473 гена са от съществено значение за поддържането на живота в лаборатория.

„Essential е контекстно-специфичен въпрос“, казва Вентър. „Така че числото не би било съществено число за хората или дори съществено число за оцеляване в дивата природа. Но оцелявайки в нашите лабораторни условия с добре отгледани неща, този брой излиза само на 473 гена. Но мисля, че най-голямата изненада е, че 149 от тях са с напълно неизвестна функция. И това е много различен възглед за живота от този, който сме имали през последните 20 години.”

За контекст се смята, че човешкият геном съдържа между 20 000 и 25 000 гена. А фактът, че никой не знае функцията на 149 гена, необходими за живота, означава, че учените всъщност знаят много по-малко за биологичния живот, отколкото са си мислили, че знаят.

„Научната общност по същество страда от заблудата, че знаем цялата биология“, казва Вентър. „Фактът, че сме пропуснали една трета или нещо повече, е вълнуващ, защото сега можем да се движим и да се опитаме да го разберем… Една от ирониите на науката е, че можете да изучавате само познатия свят. Целият ни възглед се основава на това, което в момента познаваме като реалност. Е, оказва се, че ни липсва около една трета от реалността по отношение на биологията. Така че това е може би най-важното откритие и е разочароващо, смиряващо, вълнуващо, това е всичко по-горе.'

Вентър казва, че процесът на откриване на гените, които са от съществено значение за живота, е бил дълъг и труден. Той го сравнява с извънземно, идващо на Земята и опитващо се да разгадае частите, необходими за управление на Boeing 737.

„[Представете си], ако сте нов на тази планета и гледате 737 и се опитвате да разберете неговата функция, като издърпвате части“, казва Вентър. „И намерихте тези подобни на шушулки неща, които висят от крилата, и премахнете това от дясното крило. Ще откриете, че самолетът все още може да лети и каца. Ще кажете: „Очевидно тази част не е необходима за полет на самолет.“ И така, ако след това приложите това правило и кажете: „Е, има и едно на другото крило. Очевидно можем да се откажем от това.“ И изхвърляте това и изведнъж самолетът се разбива. Ето какво се случва в биологията, че имаме двойки... които или имат сходни функции, или съвместно съществуващи функции, които трябва да имате и двете части там. И се оказва, че 32 процента от тези части са неизвестни.

Вентър казва, че следващата стъпка в работата му включва изучаване и дефиниране на функцията на 32 процента неизвестни гени, които е открил. В крайна сметка той се надява работата му да има много по-широки последици за подобряване на разбирането ни за биологията на живота.

„Това е първият път, когато някой, доколкото ми е известно, се е опитал да проектира вид в компютъра и след това да го оживи“, казва Вентър. „Разказва ни за основите на биологията… наистина се опитва да стигне до същността на живота, да го дефинира и, по този сложен геномен софтуерен начин, ни казва може би повече за това как са се събрали. Това със сигурност ни казва, че трябва да гледаме на живота от гледна точка, ориентирана към генома, в сравнение с това, което се прави от дълго време на гледна точка, ориентирана към гените. Не можем просто да разглеждаме функцията на ген, трябва да го разглеждаме в контекста на едно цяло.