Hány génre van szükség egy élő sejt létrehozásához?

Hány génre van szükség egy élő sejt létrehozásához?

Ez a cikk egy Science Friday interjún alapul, és eredetileg az volt közzétett a PRI.org oldalon.

Craig Venter biológus és csapata nemrég jelentette be, hogy évekig tartó kudarc után végre rájöttek a minimális számú génre, amely egy sejt élő, lecsupaszított változatának létrehozásához szükséges.



Venter, aki a J. Craig Venter Institute és a Synthetic Genomics Inc. alapítója, a baktérium egy változatának létrehozásán dolgozik. Mycoplasma mycoides csak az élethez szükséges genetikai utasítások minimális minimumával. Mint kiderül, legalább 473 gén szükséges a laboratóriumi élet fenntartásához.

„Az alapvető egy kontextusfüggő kérdés” – mondja Venter. „Tehát ez a szám nem lenne nélkülözhetetlen szám az ember számára, sőt a vadonban való túléléshez sem. De a laboratóriumi körülményeink között jól megtermett dolgokkal túlélve ez a szám mindössze 473 génnél derül ki. De szerintem a legnagyobb meglepetés az, hogy ezek közül 149 teljesen ismeretlen funkciójú. És ez egy egészen más felfogás az életről, mint az elmúlt 20 évben.”

Összefüggésben az emberi genom 20 000 és 25 000 közötti gént tartalmaz. És az a tény, hogy senki sem ismeri az élethez szükséges 149 gén működését, azt jelenti, hogy a tudósok valójában sokkal kevesebbet tudnak a biológiai életről, mint gondolták.

„A tudományos közösség alapvetően attól a tévhittől szenved, hogy mi ismerjük az egész biológiát” – mondja Venter. „Az a tény, hogy körülbelül egy harmadikat hiányoltunk, izgalmas, mert most már mozoghatunk és megpróbálhatjuk megérteni… A tudomány egyik iróniája, hogy csak az ismert világot lehet tanulmányozni. Egész nézetünk azon alapul, amit jelenleg valóságnak ismerünk. Nos, kiderült, hogy a valóságnak körülbelül egyharmada hiányzik a biológia terén. Tehát valószínűleg ez a legfontosabb megállapítás, és ez frusztráló, megalázó, izgalmas, és ez mind a fenti.'

Venter szerint az élethez nélkülözhetetlen gének kiderítése hosszú és nehéz folyamat volt. Azt hasonlítja össze, hogy egy idegen érkezik a Földre, és megpróbálja kitalálni a Boeing 737 repüléséhez szükséges alkatrészeket.

„[Képzeld el], ha új lennél ezen a bolygón, és egy 737-est nézel, és megpróbálnád kidolgozni a funkcióját azáltal, hogy eltávolítod az alkatrészeket” – mondja Venter. – És azt találtad, hogy ezek a hüvelyszerű dolgok lelógnak a szárnyakról, és eltávolítod a jobb szárnyról. Azt tapasztalná, hogy a repülőgép még mindig képes repülni és leszállni. Azt mondaná: „Nyilvánvalóan ez az alkatrész nem szükséges a repülőgép repüléséhez.” És ha ezután alkalmazza ezt a szabályt, és azt mondja: „Nos, a másik szárnyon is van egy. Nyilvánvalóan eltekinthetünk ettől.’ És ezt kidobod, és egyszer csak lezuhan a repülőgép. Tehát ez történik a biológiában, hogy vannak párjaink… amelyeknek vagy hasonló a funkciójuk, vagy egymás mellett létező funkcióik vannak, és mindkét résznek ott kell lennie. És kiderül, hogy ezeknek az alkatrészeknek a 32 százaléka ismeretlen.”

Venter szerint munkája következő lépése az általa felfedezett ismeretlen gének 32 százalékának a funkciójának tanulmányozása és meghatározása. Végül reméli, hogy munkájának sokkal szélesebb körű hatásai lesznek az élet biológiájának jobb megértésében.

„Tudomásom szerint ez az első alkalom, hogy valaki ténylegesen megkísérelt egy fajt számítógépen megtervezni, majd életre kelteni” – mondja Venter. „Beszámol nekünk a biológia alapjairól… valóban megpróbálunk lenyúlni az élet lényegéhez, meghatározni azt, és ebben az összetett genomikai szoftvermódban talán többet is elárul arról, hogyan jöttek össze. Ez minden bizonnyal azt sugallja, hogy az életet genom-centrikus szemléletben kell szemlélnünk, szemben azzal, amit már régóta csinálunk a génközpontú szemlélettel. Nem csak egy gén funkcióját nézhetjük meg, hanem egy egész összefüggésében kell vizsgálnunk.”