Pewna bakteria żyje z nowym DNA syntetycznym

Grupa naukowców francuskich, belgijskich oraz niemieckich odniosła sukces w dziedzinie biologii syntetycznej. Udało im się sprawić, iż pewne bakterie ewoluowały tak, iż jedna z baz ich DNA nie jest już jedną z tych, które zazwyczaj odnajdujemy u organizmów żywych.

Już przynajmniej od stu lat biolodzy interesują się tym, co określają mianem "biologii syntetycznej". Sam ten termin zdaje się pochodzić z lat 1919-1912, kiedy to pewien francuski biolog Stéphane Leduc (1853–1939) opublikował dwa dzieła, jadno zatytułowane Théorie physico-chimique de la vie et générations spontanées (1910), a drugie La biologie synthétique (1912).

Jedną z wielkich ambicji, które leżą w samym sercu biologii syntetycznej to nie mniej niż całkowite syntezowanie komórek żywych z materii nieożywionej.

Jesteśmy jeszcze daleko od tego, ale od momentu odkrycia DNA oraz badań nad nim, marzenie to prawodopodobnie nie jest już równie pozbawione sensu jak marzenia achemików.

W rzeczywistości, różne laboratoria na całym świecie aktualnie pokonują kolejne etapy w drodze do syntezowania elementów z komórek żyjących.

Jednym z celów biologii syntetycznej nie jest jedynie powodzenie w reprodukcji znanych form życia, ale również produkowanie nowych form, na przykład, opartych na różnych kodach genetycznych. Pod tym względem, publikacja, która jest dziełem pewnej grupy badawczej, a dokładnie naukowców z Istitut für Biologie (Freie Universität, Berlin), z Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (Francja) oraz z Katholieke Universiteit (Leuven, Belgia) jest bardzo interesująca.

Ilustracja do teorii ewolucji

Kierowana przez Ruperta Mutzel i Philippe’a Marlière, ta międzynarodowa grupa biologów zmusiła słynne bakterie Escherichia coli do zastąpienia tyminy (T), jednej z baz azotowych ich DNA, poprzez chlorek uracylu, pochodną jednej z baz azotowych RNA.

Chlorek ten jest generalnie śmiertelny dla organizmów żyjących, o ile nie jest obecny jedynie w maleńkich dawkach.

Badacze zaczęli od założenia hodowli tych bakterii w środowisku zawierającym ten składnik w bardzo małych ilościach, a następnie wybrali najbardziej odporne bakterie. Operację tę powtórzono wiele razy, za każdym razem zwiększając ilość chlorku uracylu w środowisku hodowlanym. Presja ewolucyjna została w ten sposób utrzymana na populacjach bakteryjnych przez 1 000 generacji.

W efekcie końcowym, udało się uzyskać bakterie Escherichia coli, u których wszystkie bazy tyminowe w DNA zostały zastąpione przez chlorek uracylu.

Analiza DNA tych bakterii ujawniła, że doszło do wielu mutacji, które prawdopodobnie miały na celu umożliwienie organizmowi do przystosowania się do nowego kodu genetycznego. Nie można już więc tutaj przestać myśleć o ostatnich doniesieniach dotyczących odkrycia innych bakterii, które z kolei były zdolne do zastępowania fosforu (jeden atomów DNA oraz RNA) przez arszenik.