Când omul devine zeu: geneticienii anunţă o reuşită extraordinară

Până acum, cercetătorii reuşiseră să proiecteze şi să creeze ADN sintetic doar pentru organisme mai simple, precum bacteriile, cu o arhitectură mult mai simplă. Fiind o formă de viaţă a cărei celule conţin un nucleu, drojdia este înrudită cu plantele şi animalele şi are în comun cu oamenii 2.000 de gene. De aceea, crearea primului din cei 16 cromozomi ai drojdiei este considerată de specialişti drept „o reuşită majoră” al noului domeniu ştiinţific cunoscut sub numele de biologie sintetică.

Genele din cromozomul original au fost înlocuite cu versiuni sintetice, iar ulterior cromozomul creat de om a fost integrat cu succes într-o celulă de drojdie.

Apoi, noua celulă a reuşit să se reproducă cu succes, trecând astfel de un test cheie al viabilităţii sale.

Drojdia este o ţintă preferată a cercetătorilor, deoarece este folosită în industrii cheie precum în fabricarea berii şi în industria panificaţiei, având totodată potenţialul de a avea numeroase alte aplicaţii industriale, cum ar fi fabricarea unor noi medicamente, nutrimente şi biocarburanţi.

O companie din California a folosit deja biologia sintetică pentru a crea o tulpină de drojdie care poate produce artemisinină, un ingredient pentru un medicament anti-malarie.

În cadrul acestui efort ştiinţific, o echipă internaţională de savanţi a avut nevoie de şapte ani de eforturi pentru a construi acest genom şi să ataşeze 273.871 perechi de baze cu ADN de drojdie. Acest total este cu foarte puţin mai mic decât echivalentul său natural, care are 316.667.

Cercetătorii au efectuat numeroase modificări asupra bazei genetice a acestui cromozom, eliminând mai ales părţile redundante, care nu sunt necesare pentru reproducerea cromozomului şi pentrucreşterea sa.

Cum a fost conceput cromozomul sintetic    (Ilustraţie: Nature)

"Studiul nostru a făcut ca biologia sintetică să treacă de la teorie la realitate", a spus Jef Boeke, directorul Institutului de sisteme genetice din cadrul Centrului medical Langone, afiliat Universităţii New York, coordonatorul acestui studiu, ale cărui rezultate au fost publicate joi în revista americană Science.

Acel cromozom eucariot (o structură complexă, în care materialul genetic este localizat în nucleul bine diferenţiat), care a suferit astfel câteva modificări fără precedent, a fost apoi integrat în celule vii de drojdie de bere.

Acele celule s-au comportat în mod normal dar posedau noi proprietăţi care nu există la drojdia naturală, au subliniat oamenii de ştiinţă, precizând că drojdia posedă 16 perechi de cromozomi în total, spre deosebire de om, care are 23.

"Modificarea genomului seamănă cu un pariu, pentru că o modificare nepotrivită poate să ucidă celula", a explicat profesorul Boeke.

"Am efectuat peste 50.000 de modificări în codul ADN al cromozomului şi drojdia noastră este încă vie, fapt care este remarcabil", a adăugat el.

Graţie acestei tehnici de reasamblare a cromozomului, oamenii de ştiinţă vor putea de acum înainte să manipuleze genomul drojdiei pentru a-i oferi anumite proprietăţi. Astfel, va fi de acum posibil să se dezvolte varietăţi sintetice de drojdie, să se fabrice medicamente rare şi să se producă anumite vaccinuri, inclusiv cel contra hepatitei B, care este derivat din drojdie.

Drojdiile artificiale vor putea fi astfel utilizate şi pentru a stimula producţia unor biocarburanţi mai eficienţi.

Spre deosebire de modificările genetice, ce implică transferul genelor de la un organism la altul, biologia sintetică merge mai departe, prin conceperea şi apoi construirea unui material genetic cu totul nou.

Cei ce se opun acestui domeniu ştiinţific argumentează că oamenii de ştiinţă „se joacă de-a Dumnezeu” prin proiectarea unor noi forme de viaţă, existând pericolul unor consecinţe neaşteptate. Un raport elaborat de compania de asigurări Lloys a avertizat în 2009 că această nouă tehnologie ar putea aduce riscuri neprevăzute.

Dr. Tom Ellis, un cercetător de la Imperial College London care coordonează un efort ştiinţific asupra cromozomului 11 al drojdiei, afirmă că noile organisme sunt construite astfel încât să conţină încă de la început anumite restricţii.

Spre exemplu, tulpinile de drojdie sintetică pot supravieţui doar în laborator, cu ajutorul specialiştilor.

Pentru a sublinia beneficiile acestui efort ştiinţific, coordonatorul acestui studiu, dr. Jef Boeke de la Centrul Medical Langone din cadrul Universităţii New York, subliniază importanţa drojdiei de-a lungul istoriei umane şi potenţialul său pentru viitor.

„Drojdia are o străveche legătură industrială cu Omul - coacerea pâinii şi fabricarea băuturilor alcoolice datează încă din vremea «Semilunei fertile», iar astăzi relaţia industrială merge mult mai departe, deoarece folosim drojdia pentru a face medicamente, vaccinuri şi biocombustibili”, spune dr. Boeke.

Studiul ce descrie primul cromozom sintetic se încheie cu o perspectivă asupra viitorului: „Va deveni în curând fezabil să sintetizăm genomuri eucariote, inclusiv genomuri de plante şi animale”.

Dr. Boeke a explicat că acest lucru nu va deveni posibil imediat, dar că momentul este din ce în ce mai aproape de noi. De altfel, abia în 2010 lumea ştiinţifică a fost şocată de anunţul făcut de Dr. Craig Venter, care a dezvăluit primul genom sintetic, al unei bacterii. Aşadar, acest nou domeniu al ştiinţei cunoaşte o accelerare şi devine tot mai ambiţios.

Surse: BBC News, Mediafax, Synthetic Yeast, Nature