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Vita artificiale: gli scienziati hanno allevato batteri sintetici


Biologia sintetica: creazione di un batterio con solo 473 geni
Circa sei anni fa, i ricercatori americani hanno introdotto un batterio con un materiale genetico completamente sintetizzato artificialmente. Si parlava persino di "vita artificiale". Gli scienziati hanno ora fatto un altro passo: hanno creato un batterio che contiene solo geni assolutamente essenziali per la vita.

Di quanti geni ha davvero bisogno un essere vivente
Un essere vivente ha bisogno di almeno 473 geni. Almeno, questo vale per i batteri, come hanno scoperto i ricercatori americani intorno a Craig Venter. Gli scienziati del "J. Craig Venter Institute ”e colleghi della“ University of California - San Diego ”, di“ Synthetic Genomics ”e del“ National Institute of Standards and Technology ”riportano sulla rivista scientifica“ Science ”che questi geni controllano e controllano tutti i processi vitali in condizioni ambientali ottimali Lascia che i batteri crescano. Secondo un rapporto della rivista "Nature", i ricercatori hanno progettato batteri con un materiale genetico minimo creato artificialmente e li hanno fatti crescere in laboratorio. Il genoma del batterio con il nome "JCVI-syn3.0" è più piccolo di quello di qualsiasi cellula naturale, che si replica autonomamente, secondo un messaggio dell'agenzia di stampa dpa. Di conseguenza, si può esaminare meglio quali geni e quali funzioni sono essenziali per la vita.

Secondo gli esperti tedeschi, i risultati non sono "così rilevanti"
Secondo le stime attuali, una persona ha più di 20.000 geni e molti animali e piante ne hanno ancora di più. Il biotecnologo Prof. Dr. Secondo la Dpa, Alfred Pühler dell'Università di Bielefeld ha spiegato che lo studio è stato un buon lavoro scientifico, ma non il grande successo che molti esperti si aspettavano. "Il risultato non è così rilevante in termini di biotecnologia", ha detto lo scienziato tedesco. Lo studio è stato attentamente derivato e il risultato di un grande duro lavoro. "Ma non fornisce il telaio semplice per la produzione di sostanze, come speravi", ha dichiarato Pühler.

Cerca genoma batterico minimo
Una squadra guidata da Craig Venter aveva già creato un batterio con un genoma artificiale nel 2010. Si dice che i geni del batterio Mycoplasma mycoides siano stati riprodotti con l'aiuto di singoli pezzi di materiale genetico e questo genoma artificiale sia stato quindi inserito in un altro tipo di batteri (Mycoplasma capricolum). Secondo le informazioni, il materiale genetico sintetico ha sostituito il materiale genetico originale e ha assunto il controllo dei batteri ospiti. Nel loro studio, che è stato ora presentato, i ricercatori hanno ridotto il genoma di questo batterio chiamato "JCVI-syn1.0". Lo scopo dello studio era di trovare un genoma minimo batterico che fosse sufficiente per il mantenimento della vita.

I batteri non sono vitali nei primi tentativi
Sulla base delle conoscenze biologiche molecolari di base e dei dati esistenti sulle funzioni geniche, gli scienziati hanno progettato questo genoma nei primi esperimenti al computer. Tuttavia, fallirono e i batteri risultanti si dimostrarono non vitali. Hanno ricominciato con il genoma che era stato copiato dalla natura. "I risultati ci hanno convinto che non abbiamo abbastanza conoscenze per progettare un genoma minimo funzionante basato su principi di base", hanno spiegato i ricercatori. Negli esperimenti successivi, hanno quindi svolto il loro lavoro in modo più sperimentale: hanno gradualmente chiuso i singoli geni per scoprire se sono necessari per il funzionamento della cellula batterica.

Funzioni sconosciute essenziali per la vita
In questo modo, hanno identificato tre gruppi: geni essenziali, geni non necessari e geni che migliorano significativamente la crescita delle cellule. Infine, sono rimasti 473 geni che hanno mantenuto in vita JCVI-syn3.0 in condizioni di laboratorio. I batteri sono stati forniti con i nutrienti necessari nella cultura. Secondo lo studio, probabilmente sono necessari più geni per sopravvivere in condizioni non ideali. I ricercatori non sono stati in grado di attribuire una funzione biologica a un totale di 149 geni. Secondo gli esperti, questo suggerisce che ci sono funzioni finora sconosciute che sono essenziali per la vita. Sebbene l'obiettivo fosse quello di creare un genoma minimo, il suo approccio poteva anche essere usato per costruire cellule con le proprietà desiderate. Ad esempio, potrebbero essere costruite cellule con percorsi metabolici aggiuntivi o un codice genetico modificato e quindi produrre prodotti farmaceutici o chimici industriali.

Grande risultato del team di ricerca
"Tuttavia, bisogna chiedersi: è davvero questo il batterio ideale per la sintesi di sostanze biotecnologicamente rilevanti?", Afferma Pühler, che non è stato coinvolto nello studio. Tra le altre cose, il vantaggio per la produzione biotecnologica è ridotto dal fatto che i micoplasmi prodotti si moltiplicano troppo lentamente. Inoltre, il risultato non può essere trasferito ad altri microbi. "Con altri batteri, finirò con altri insiemi di geni di base." Secondo Pühler, i micoplasmi avrebbero offerto alla squadra il grande vantaggio di avere relativamente pochi geni per natura. "Vivono come beneficiari in altre cellule e non devono produrre da soli molte sostanze importanti", ha detto, secondo il DPA. Tuttavia, le prestazioni dei ricercatori sono state eccezionali: "Il genoma era quasi dimezzato". Inoltre, i 149 geni non assegnabili avrebbero offerto approcci di ricerca interessanti. (anno Domini)

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