Биологи на пороге создания искусственной жизни

Мир на пороге появления искусственной жизни

Затем искусственный геном будет введен в живую клетку человека для замены ее природной ДНК. Есть надежда, что клетка «перезагрузится», изменит свои биологические процессы для работы на основе инструкций, предоставленных искусственной ДНК.

Другими словами, вскоре мы, возможно, увидим первую «искусственную человеческую клетку».

Но цель заключается не просто в создании Человека 2..

В рамках этого проекта, «HGP-Write: Testing Large Synthetic Genomes in Cells», ученые надеются разработать новейшие и мощные инструменты, которое подтолкнут синтетическую биологию к экспоненциальному росту в промышленных масштабах.

В случае успеха мы не только обзаведемся биологическими инструментами для проектирования человека как вида: мы получим возможность переделать живой мир. Синтетическая биология — это, по сути, брак между принципами инженерии и биотехнологиями.

Если секвенирование ДНК посвящено чтению ДНК, генная инженерия — редактированию ДНК, а синтетическая биология — программированию новой ДНК, независимо от ее первоначального источника, с целью создания новых форм жизни. Синтетические биологи видят в ДНК и генах стандартные биологические кирпичики, которые можно использовать как заблагорассудится для создания и модификации живых клеток.

Обратите внимание

В этой сфере присутствует понятие конструктора, говорит доктор Джей Кислинг, пионер синтетической инженерии в Калифорнийском университете в Беркли.

« … Когда ваш жесткий диск умирает, вы можете пойти в ближайший компьютерный магазин, купить новый, заменить старый, ─ говорит он. ─ Почему бы нам не использовать биологические части таким же образом? … »

Чтобы ускорить прогресс в этой области, Кислинг и его коллеги собирают базу данных стандартизированных частей ДНК — которая получила название BioBricks («биокирпичики»). Ее можно будет использовать как элементы головоломки и собрать генетический материал, доселе невиданный в природе.

Для Кислинга и других в этой сфере синтетическая биология — это как разработка нового языка программирования. Клетки — это аппаратное обеспечение, «железо», тогда как ДНК — это программное обеспечение, которое позволяет им работать.

Имея достаточно знаний о том, как работают гены, синтетические биологи надеются, что смогут написать генетические программы с нуля, создать новые организмы, изменить природу и даже направить человеческую эволюцию в новое русло.

Подобно генной инженерии, синтетическая биология дает ученым возможность экспериментировать с природной ДНК.

Разница в масштабах: редактирование генов — это процесс «вырезать/вставить», который добавляет новые гены или изменяет буквы в существующих генах.

Иногда меняют не так-то много. Синтетическая биология, с другой стороны, создает гены с нуля.

Это дает ученым больше возможностей для внесения изменений в известные гены или даже для создания собственных. Возможности практически безграничны.

Биомедикаменты, биотопливо, биоурожай

Важно

Взрыв синтетической биологии за последние десять лет уже привел результаты, повлекшие восторг как ученых, так и корпораций. Еще в 2003 году Кислинг опубликовал одно из самых первых исследований, доказывающих и демонстрирующих силу такого подхода.

Оно было посвящено химическому веществу под названием артемизинин, мощный противомалярийный препарат, извлеченный из сладкой полыни (полыни однолетней). Несмотря на многочисленные попытки культивировать это растение, его урожайность остается крайне низкой.

Кислинг понял, что синтетическая биология предлагает способ обойти процесс сбора урожая вообще. Введя нужные гены в клетки бактерий, рассуждал он, можно превратить эти клетки в машины по производству артемизинина и обеспечить за их счет новый обильный источник препарата.

Сделать это было весьма трудно. Ученым нужно было построить совершенно новый путь метаболизма в клетке, позволив ей обрабатывать химические вещества, которых она прежде не знала.

Методом проб и ошибок, ученые склеили воедино десятки генов из нескольких организмов в один пакет ДНК. Установив этот пакет в кишечную палочку — бактерия E.

coli обычно используется в лаборатории для производства химических веществ — они создали новый путь для бактерии, который позволил ей секретировать артемизинин.

Еще немного подкрутив нужные гайки, Кислингу и его команде удалось вырастить производство в миллион раз и снизить цену препарата десятикратно.

Артемизинин был только первым шагом в огромной программе. Этот препарат представляет собой углеводород, принадлежащий к семейству молекул, часто используемых для изготовления биотоплива.

Совет

Почему бы не применить этот же процесс к производству биотоплива? Заменив гены, с помощью которых бактерии производили артемизинин, генами для производства биотопливных углеводородов, ученые уже сделали множество микробов, которые превращают сахар в топливо. Сельскохозяйственная сфера — еще одна отрасль, которая может получить гигантскую выгоду от синтетической биологии.

Теоретически, мы могли бы взять гены, отвечающие за азотфиксацию у бактерий, поместить их в клетки наших культур и полностью изменить их естественный процесс роста. С нужной комбинацией генов мы могли бы вырастить урожай с полным спектром питательных веществ, который требует меньше воды, земли, энергии и удобрений.

Синтетическую биологию можно было бы применить для производства совершенно новой пищи, например, отдушки через ферментацию измененных дрожжей или веганских сыров и других молокопродуктов, созданных без помощи животных.

« … Мы должны снижать объем выбросов углерода и вредных веществ, использовать меньше земли и воды, бороться с вредителями и повышать плодородие почвы … »

говорит доктор Памела Рональд, профессор Калифорнийского университета в Дэвисе.

Синтетическая биология может обеспечить нас нужными инструментами. В сторону практику!

Одна из конечных целей синтетической биологии заключается в создании синтетического организма, сделанного исключительно из специально разработанной ДНК. Основным препятствием сейчас являются технологии. Синтез ДНК в настоящее время очень дорогой, медленный и склонный к ошибкам.

Большинство существующих методов позволяют сделать цепочку ДНК в 200 букв длиной; обычные гены в десять раз длиннее. Геном человека содержит порядка 20 000 генов, которые производят белки.

Но последние десять лет затраты на синтез ДНК быстро снижались. По мнению доктора Дрю Энди, генетика Стэнфордского университета, стоимость секвенирования отдельной буквы с 4 долларов в 2003 году упала до 3 центов сегодня.

Ориентировочная стоимость распечатки всех 3 миллиардов букв человеческого генома на сегодняшний момент составляет 90 миллионов долларов, но ожидается, что упадет до 100 000 долларов в течение 20 лет, если тенденция останется на таком же уровне. В 90-х годах Крейг Вентер, известный своей ведущей ролью в секвенировании генома человека, начал искать минимальный набор генов, необходимых для создания жизни.

Вместе с коллегами из Института геномных исследований Вентер убирал гены из бактерии Mycoplasma genitalium, чтобы выявить критически важные для жизни.

Обратите внимание

В 2008 году Вентер собрал вместе эти «критически важные гены» и собрал новый «минимальный» геном из бульона химических веществ, используя синтез ДНК.

Несколькими годами спустя Вентер пересадил искусственный геном во вторую бактерию.

Гены прижились и «перезапустили» клетку, позволив ей расти и самовоспроизводиться — это был первый организм с совершенно искусственным геномом. Если новое предприятие получит финансирование, оно будет повторять эксперименты Вентера, используя наш собственный геном.

Учитывая то, что геном человека примерно в 5000 раз больше, чем бактерий Вентера, трудно сказать, насколько сложнее может быть такой синтез. Даже если ничего не получится, отрасль получит ценнейший опыт.

По мнению доктора Джорджа Черча, ведущего генетика Гарвардской школы медицины, этот проект может открыть технологические достижения, которые улучшат нашу собственную способность синтезировать длинные цепочки ДНК. Черч даже подчеркивает, что главная цель проекта — развитие технологий. Впрочем, встреча ученых вызвала много скептических замечаний.

Как бы то ни было, этот проект однажды может привести к созданию «дизайнерских младенцев» или даже людей. Родителями таких людей могут быть компьютеры.

Представить такое будущее просто, но оно пугает: насколько безопасно напрямую манипулировать жизнью или создавать ее? Кто будет владеть этой технологией? Что делать с жизнью, которая получилась неудачной? Не породит ли все это дискриминацию и неравенство?

Источник: https://helionews.ru/64951

Первая в мире искусственная жизнь создана

Ученым впервые удалось создать искусственный геном и заставить живую клетку жить с этим генетическим кодом.

Команда исследователей под руководством Крейга Вентера химическим путем синтезировала геном бактерии Mycoplasma mycoides и вставила его в клетку другого микроорганизма — Mycoplasma capricolum, из которой перед этим были удалены все гены.

Полученный «франкенштейн» ожил, стал размножаться и вообще повел себя как обычная бактерия Mycoplasma mycoides. Описание этой замечательной работы опубликовано в четверг в журнале Science.

Важно

До сих пор ученые умели только «читать» ДНК живых существ, а вот создать геном de novo (заново) еще никому не удавалось.

Получение искусственного организма имеет не только научный интерес, но даже философский: создав жизнеспособное существо с использованием искусственной ДНК, ученые наглядно доказали, что жизнь можно получить из десятка баночек с реактивами. Теоретически этот тезис всем очевиден, но на практике никто никогда его напрямую не подтверждал.

Прежде чем рассказать о деталях незаурядного эксперимента Вентера и коллег, стоит напомнить, кто такой Крейг Вентер.

Это своего рода медийная звезда, исследователь, известный не только в биологических кругах, но и широкой публике: впервые его имя зазвучало на рубеже нового тысячелетия, когда вовсю осуществлялся проект «Геном человека» — ученые всего мира коллективными усилиями пытались определить последовательность ДНК Homo sapiens. Несмотря на все старания, работа продвигалась медленно — проект стартовал в 1990 году, и за девять лет была целиком расшифрована всего одна маленькая хромосома. Вентер и специалисты созданной им компании Celera Genomics усовершенствовали технологии работы с ДНК и подключились к «Геному человека». В 2001 году черновая расшифровка генома была наконец завершена.

На расшифровке генома человека основатель Celera Genomics не остановился — его следующим амбициозным проектом (а Вентера интересуют только амбициозные проекты) стало создание организма с синтетическим геномом.

Казалось бы, ничего сложного здесь нет: надо лишь воссоздать уже известную нам последовательность букв генетического кода и вставить ее в подходящую клетку.

Но на самом деле на этом пути исследователи сталкиваются со множеством трудностей — не в последнюю очередь потому, что пока ученые доподлинно не знают всех особенностей работы генома как комплексной системы. Это не просто цепочка букв.

Нить ДНК каждого организма снабжена навешанными на нее молекулами-«маячками», так называемыми эпигенетическими маркерами, без которых считывание генома будет проходить некорректно. На то, чтобы научиться вносить в искусственный геном Mycoplasma mycoides необходимые маркеры, у исследователей ушел не один год.

Эксперимент по созданию жизни был спланирован так: ученые синтезируют геном какой-нибудь бактерии (назовем ее бактерией-донором, так как она дает исследователям последовательность своей ДНК) и вставляют его в клетку бактерии другого вида, из которой предварительно удаляют собственный геном (это будет бактерия-реципиент). Если получившийся организм живет, питается и размножается, а также в точности напоминает донорные бактерии, а не бактерии-реципиенты или что-то промежуточное, то эксперимент удался.

Фото первых в мире бактериий с синтетическим геномом

В качестве донора ученые выбрали бактерию-паразита Mycoplasma mycoides, отчасти из-за того, что у нее очень маленький геном — всего около миллиона «букв» (для сравнения: в геноме человека их 3 миллиарда).

Реципиентом выступала родственная бактерия Mycoplasma capricolum. Самой сложной частью эксперимента был синтез целого бактериального генома: современные технологии не позволяют за раз получать такие длинные цепи.

Чтобы преодолеть эту трудность, ученые синтезировали небольшие «кассеты» из ДНК, содержащие только часть генома Mycoplasma mycoides, а затем соединяли их вместе. Пока самым эффективным инструментом для объединения «кассет» являются живые организмы — никакие химические ухищрения не позволяют делать это столь же точно.

Совет

Исследователи как мозаику складывали геном Mycoplasma mycoides сначала в клетках кишечной палочки, а потом, когда им удалось получить достаточно крупные куски ДНК, в клетках дрожжей.

В итоге им удалось по кусочкам собрать весь геном. «Запихнуть» его в очищенную от ДНК клетку бактерии-реципиента также было нетривиальной задачей.

Полученные бактерии-гибриды выглядели так же, как Mycoplasma mycoides, росли так же, как Mycoplasma mycoides, поглощали питательные вещества так же, как Mycoplasma mycoides, и размножались так же.

Чтобы дополнительно убедиться в успехе эксперимента, ученые выделили из гибридных клеток белки, разделили их на фракции и сравнили полученную картину с тем, что получается при выделении белков из обычной Mycoplasma mycoides. Получилось то же самое.

Сейчас созданные исследователями бактерии растут в лаборатории и ничем не отличаются от своих соседей из чашки Петри.

Читатель может спросить, а в чем же глубинный смысл экспериментов Вентера? Что дадут человечеству искусственно созданные бактерии? Авторы статьи объясняют суть своей работы так: отработанная ими технология получения жизнеспособных организмов, геномы которых созданы искусственно, в будущем позволит не только делать копии уже существующих в природе живых существ, как сегодня сделал Вентер, но и создавать абсолютно новые организмы, которые не входили в генеральный план Создателя, или природы, или эволюции — как хотите. И речь не обязательно идет о каких-то неведомых чудищах: имея на руках работающую методику, можно переписывать генетическую программу привычных организмов таким образом, чтобы они сочетали в себе максимальное число полезных признаков. Можно создать абсолютно новый организм, который, например, одновременно давал бы молоко, синтезировал антибиотики и при этом представлял собой всего лишь культуру клеток в пробирке.

Читайте также:  Заливное мясо - лучшие рецепты. как правильно и вкусно приготовить заливное мясо.

Источник: https://snob.ru/selected/entry/18858

Впервые создана искусственная живая клетка

Британская The Independent публикует интервью с Крейгом Вентером, в котором он разъясняет суть научной работы по созданию живой клетки, полностью управляемой искусственно синтезированной хромосомой.

Впервые человек создал целиком хромосому из 1,08 млн пар оснований и трансплантировал ее в клетку, а хромосома впервые взяла под контроль клетку и практически превратила ее в существо нового вида, определяя его свойства», — пояснил он.

«Считаете ли вы, что это искусственная жизнь?» — спросил корреспондент Стив Коннор.

Крейг ответил утвердительно, пояснив, что ученые начали с живой природной клетки, но синтетическая хромосома полностью преобразила эту клетку, так что получилась искусственная: «Единственная ДНК в клетке — синтезированная, единственные белки — закодированные в синтезированной ДНК». «Мы создали новую жизнь на базе уже существующей: с помощью синтетической ДНК перепрограммируем клетки, превращая их в новые, с заданной ДНК», — добавил ученый.

В качестве «подопытного кролика» была выбрана бактерия Mycoplasma mycoides. Искусственная бактерия живет в лаборатории в специальной среде и самостоятельно размножается, но во внешней среде выжить не может, сообщил Крейг.

По словам ученого, создание бактерии шло нелегко: когда в геноме допустили всего одну ошибку из более чем миллиона, клетка не ожила.

Конечная цель исследований — разобраться в природе жизни и ответить на вопрос, какой минимальный набор генов необходим, чтобы существо ожило.

«Вы играете в сотворение жизни, словно вы Бог?» — спросил корреспондент. «Мы об этом уже говорили: это клише каждый раз вспоминают, когда в науке, особенно в биологии, совершается радикальное открытие», — ответил Крейг.

Обратите внимание

Он заявил, что наука старается использовать новые познания на благо человечества, но следует опасаться использования новых открытий в дурных целях.

«Я предложил новые регуляторные меры в этой области: думаю, что существующих недостаточно», — добавил Крейг.

Впервые в истории создана искусственная живая клетка, которая всецело управляется рукотворным геномом, излагает The Wall Street Journal вчерашнее заявление ученых из частного J.Craig Venter Institute. Работами руководили пионер геномики Крейг Вентер и биоинженер Дэниел Гибсон.

«Экспериментальный одноклеточный микроорганизм, способный размножаться, открывает дорогу для манипуляции биологической жизнью в ранее недостижимом масштабе», — пересказывает корреспондент мнения исследователей и специалистов по научной этике.

Ранее ученые лишь редактировали ДНК по кусочкам, получая генномодифицированные растения и животных.

«Это поворотный момент в отношениях человека с природой: впервые создана целая искусственная клетка с заранее заданными свойствами», — пояснил молекулярный биолог Ричард Эбрайт из Университета Рутджерса.

Вскоре метод будет использоваться в коммерческих целях: некоторые компании уже разрабатывают живые организмы, способные синтезировать топливо, вакцины и др. Компания, основанная Вентером, уже заключила с Exxon Mobil Corp.

контракт на 600 млн долларов на разработку водорослей, способных поглощать углекислый газ и производить топливо.

Материалом для работы Вентера стала бактерия, вызывающая маститы у коз, Mycoplasma mycoides, уточняет The Guardian. Результатом исследования, на которое ушло 40 млн долларов и более десяти лет, стал первый микроб, который растет и размножается под руководством синтетического генома, но при этом ведет себя как любая другая бактерия M. mycoides.

По словам Вентера, новая бактерия стала «доказательством мысли, что теоретически мы можем вносить изменения в целый геном организма, добавлять абсолютно новые функции, удалять те функции, которые нам не нужны, и создать целый ряд промышленных организмов, которые направят все свои усилия на то, чтобы выполнить наши задания. Пока этот эксперимент не увенчался успехом, все соображения были теоретическими. Теперь они реальны».

«Пионер генетики сумел создать в лабораторных условиях первую форму синтетической жизни, и это достижение делает возможным создание новых организмов из ничего», — утверждает журналист La Stampa.

Биолог Крейг Вентер, который в 2000 году завершил создание карты генома человека, возглавил команду из 10 ученых и добился фантастического результата. «Мы на пороге новой эры, в которой жизнь будет создаваться на благо человечества», — заявил Крейг.

Важно

Синтетическая клетка получила название Mycoplasma mycoides JCVI-syn 1.0. Она была создана в институте, носящем имя Вентера, учеными, работу которых координировал Дэниел Гибсон.

Но реакция на новость была неоднозначной, продолжает издание. Если Марк Бедо, философ из Reed College, Портланд, говорит о «моменте, важном для истории биологии и биотехнологии», то Джулиан Савулеску, доцент практической этики из Оксфорда, уверен, что ученый «не только искусственно копирует жизнь или модифицирует ее, но и приближается к роли, схожей с ролью Бога».

Тему продолжает другой материал, напечатанный в La Stampa. Во имя разума и веры епископ Могаверо, председатель совета Итальянской Епископальной Конференции по юридическим вопросам, предостерегает от разработки «сценариев искусственной жизни и создания бионического человека в лаборатории».

В ходе беседы с журналистом епископ сказал: «Христианство не предполагает неизбежного конфликта между верой и научным прогрессом.

Напротив, Господь создал человеческие существа, наделенные разумом, и поставил их над всеми другими созданиями. Однако существует фундаментальное различие.

Человек произошел от Бога, но он не Бог: он остается человеком, и он обладает способностью давать жизнь, продолжая род, а не создавая ее искусственным путем».

Епископ также подчеркнул, что человеческая природа придает достоинство человеческому геному, а не наоборот. «Те, кто занимаются наукой, никогда не должны забывать, что существует лишь один создатель — Бог». В заключение религиозный деятель сказал: «Вызывающая тревогу перспектива постчеловеческого мира обязывает нас немедленно положить конец анархии науки».

Потенциал «искусственной жизни» — как благой, так и зловещий — легко переоценить, замечает обозреватель The Times Марк Хендерсон. Крейг Вентер уверяет, что его метод позволит создавать микробов с полезными свойствами.

Совет

Критики Вентера подчеркивают могущество «искусственной жизни» в ином ключе — делая упор на потенциале биологических ошибок и биотеррора. Однако неясно, эффективен ли метод для более сложных, чем бактерия Mycoplasma mycoides, организмов.

Что касается терроризма, то химическое оружие надежнее микробов, а естественные патогены использовать легче, чем искусственные, полагает автор.

Ученые совершили значительный шаг к созданию искусственной жизни, пересадив разработанный с помощью компьютера генетический материал в клетку бактерии и создав тем самым новый бактериальный штамм, сообщает The Christian Science Monitor, однако работа Вентера поднимает глубинные вопросы о происхождении и сущности жизни. Появление первой колонии синтетических клеток стало переломным с биологической и философской точки зрения событием, признает издание.

«Со времен Аристотеля ученые, философы и богословы спорили о том, является ли жизнь чем-то большим, чем сочетание химических веществ, — кто-то называл это «душой», другие — «жизненным порывом», жизненной силой, отличающей живое от неживого, — говорит специалист по биоэтике из Пенсильванского университета Артур Кэплан.

— Команда Вентера показала, что при правильном смешении неодушевленных химических веществ, создающих последовательности ДНК, и должном соединении с клеткой-рецептором ДНК получается живой организм». По его мнению, работу Вентера можно считать «окончательным аргументом в пользу механистического восприятия» органической жизни.

Эксперт Hastings Center Грегори Кебник убежден, что на данной стадии развития зарождающаяся технология не заслуживает столь ожесточенных дискуссий.

Синтетическая биология пока работает с микробами, а не со сложными организмами вроде растений или животных, а опыты преследуют исключительно промышленные цели.

Однако ученые должны внимательно относиться к обеспокоенности общества: результаты последних экспериментов Вентера могут повлечь за собой бурю общественного возмущения, отметил Дэвид Ропейк, консультант по управлению рисками в Harvard School of Public Health.

Возможно, расширение сферы исследований потребует введения некоторых самоограничений со стороны ведущих специалистов по синтетической биологии, резюмирует издание.

Источник: http://madan.org.il/ru/news/vpervye-sozdana-iskusstvennaya-zhivaya-kletka

Японские биологи создали искусственную жизнь

Японские ученые претендуют на революцию в биологии. Им удалось искусственным образом — из набора органических веществ — создать клетку, которая полноценно функционирует и может самостоятельно размножаться. Сам по себе процесс деления — уже огромное достижение. Но биологи уверены, что это — только первый шаг.

Искусственная клетка, которая самостоятельно размножается. Создание искусственной жизни начинается с приготовления «первичного бульона». В рецепте — несколько десятков ингредиентов. Это органические компоненты.

Соединившись, они образуют синтетическую клетку с оболочкой и элементами ДНК внутри. Главное здесь — соблюсти пропорцию. В теории она была вычислена еще 10 лет назад, но реализовать это на практике до сих пор не удавалось никому.

У исследователей Токийского университета на это ушло более 2 лет.

«Самое важное, что нам удалось добиться полноценного деления клетки, так как это происходит в естественных условиях, — рассказывает профессор Токийского университета Тадаси Сугавара.

 — Вместе с оболочкой отделившаяся дочерняя клетка наследует от материнской полный набор ДНК, то есть всю информацию, благодаря которой она обладает теми же функциями.

Обратите внимание

Конечно, это еще нельзя назвать живым существом, но базовые механизмы очень схожи».

Чтобы клетка «ожила», бульон подогревают в специальном аппарате, как в духовке. Повышение температуры провоцирует дробление компонентов ДНК — главное условие, при котором клетка начинает самостоятельно производить себе подобных. Важно не доводить до кипения. Синтетические формы зарождаются при температуре ровно 94 градуса по Цельсию. После этого клетку необходимо постоянно «кормить».

«В этой камере мы синтезируем вещества, которые служат своего рода пищей для искусственной клетки.

После попадания внутрь клетки, где уже имеются молекулы ДНК, она начинает раздуваться, и в конечном итоге от нее отделяется точно такая же клетка с аналогичными молекулами ДНК», — рассказывает научный сотрудник лаборатории комплексных биологических систем Токийского университета Кэнсукэ Курихара.

Процесс длится несколько минут. Хорошо видно: удовлетворив аппетит, выращенная в пробирке искусственная частица начинает вести себя как живая. Деление будет продолжаться до тех пор, пока не иссякнет пища. Без еды она сразу «умирает».

Однако сколько такую клетку ни корми, высокоорганизованного существа из нее не получится — по крайней мере, в ближайшие сотни миллионов лет. В лучшем случае это будет бесполезный ком однородной биомассы.

Тем не менее успех японцев называют научным прорывом. Считается, что они воссоздали модель т.н. протоклетки — в теории эволюции она до сих пор оставалась недостающим звеном, без которого невозможно понять, каким образом на нашей планете началась жизнь.

То, что японским ученым удалось создать в лаборатории, больше похоже на простейшие формы, которые появились миллиарды лет назад в самом начале зарождения жизни на Земле. Пока их ДНК слишком примитивна.

Все, на что способна эта клетка — это есть и размножаться, не видоизменяясь.

Логично предположить, что следующим этапом должно стать создание клетки, способной к эволюции, и тогда, человек, венец природы, действительно превратится в творца синтетической жизни.

Источник: https://news.rambler.ru/science/11365390-yaponskie-biologi-sozdali-iskusstvennuyu-zhizn/

Японские биологи приблизились к созданию искусственной жизни — ХВИЛЯ

Искусственная клетка, которая самостоятельно размножается. Создание искусственной жизни начинается с приготовления «первичного бульона». В рецепте — несколько десятков ингредиентов. Это органические компоненты.

Соединившись, они образуют синтетическую клетку с оболочкой и элементами ДНК внутри. Главное здесь — соблюсти пропорцию. В теории она была вычислена еще 10 лет назад, но реализовать это на практике до сих пор не удавалось никому.

У исследователей Токийского университета на это ушло более 2 лет.

{advert=1}

«Самое важное, что нам удалось добиться полноценного деления клетки, так как это происходит в естественных условиях, — рассказывает профессор Токийского университета Тадаси Сугавара.

 — Вместе с оболочкой отделившаяся дочерняя клетка наследует от материнской полный набор ДНК, то есть всю информацию, благодаря которой она обладает теми же функциями.

Конечно, это еще нельзя назвать живым существом, но базовые механизмы очень схожи».

Важно

Чтобы клетка «ожила», бульон подогревают в специальном аппарате, как в духовке. Повышение температуры провоцирует дробление компонентов ДНК — главное условие, при котором клетка начинает самостоятельно производить себе подобных. Важно не доводить до кипения. Синтетические формы зарождаются при температуре ровно 94 градуса по Цельсию. После этого клетку необходимо постоянно «кормить».

«В этой камере мы синтезируем вещества, которые служат своего рода пищей для искусственной клетки.

После попадания внутрь клетки, где уже имеются молекулы ДНК, она начинает раздуваться, и в конечном итоге от нее отделяется точно такая же клетка с аналогичными молекулами ДНК», — рассказывает научный сотрудник лаборатории комплексных биологических систем Токийского университета Кэнсукэ Курихара.

Процесс длится несколько минут. Хорошо видно: удовлетворив аппетит, выращенная в пробирке искусственная частица начинает вести себя как живая. Деление будет продолжаться до тех пор, пока не иссякнет пища. Без еды она сразу «умирает».

Читайте также:  Салат из моркови и яблок - лучшие рецепты. как правильно и вкусно приготовить салат из моркови и яблок.

Однако сколько такую клетку ни корми, высокоорганизованного существа из нее не получится — по крайней мере, в ближайшие сотни миллионов лет. В лучшем случае это будет бесполезный ком однородной биомассы.

https://www.youtube.com/watch?v=w4Aycz_hX8I

Тем не менее успех японцев называют научным прорывом. Считается, что они воссоздали модель т.н. протоклетки — в теории эволюции она до сих пор оставалась недостающим звеном, без которого невозможно понять, каким образом на нашей планете началась жизнь.

{advert=2}

То, что японским ученым удалось создать в лаборатории, больше похоже на простейшие формы, которые появились миллиарды лет назад в самом начале зарождения жизни на Земле. Пока их ДНК слишком примитивна.

Все, на что способна эта клетка — это есть и размножаться, не видоизменяясь.

Логично предположить, что следующим этапом должно стать создание клетки, способной к эволюции, и тогда, человек, венец природы, действительно превратится в творца синтетической жизни.

Источник:  «Вести.Ру»

Источник: https://hvylya.net/news/exclusive/japonskie-biologi-priblizilis-k-sozdaniju-iskusstvennoj-zhizni.html

Ученые готовятся создать искусственные формы жизни

Мир стоит на пороге эпохального достижения — уже через несколько лет станет возможным конструировать искусственные формы жизни.

Это означает, что человек окажется в состоянии создавать живые существа по своему разумению.

Как заявил Марк Бедоу, директор итальянской компании «Протолайф», которая как раз занимается решением этой фундаментальной проблемы, в промежутке от трех до десяти лет нас ждет колоссальный прорыв в области молекулярной биологии. «Человечество должно осознать важность такого прорыва. Овладение технологией создания живых существ может фундаментально изменить мир», — утверждает ученый.

Строительство искусственного организма неизбежно должно начаться с воссоздания простой начальной клетки, способной к последующему делению. Для этого биологам предстоит преодолеть три основных препятствия.

В частности, необходимо создать клеточную мембрану, которая будет удерживать в клетке «хорошие» молекулы и отсеивать «плохие».

Вторая задача — разработать генетическую систему, которая смогла бы контролировать функции клетки, позволяя ей репродуцироваться и мутировать в ответ на изменения окружающей среды.

И, наконец, сформировать механизм метаболизма, с помощью которого искусственный организм будет извлекать из окружающей среды сырье, перерабатывая его в энергию. По словам Бедоу, «искусственные жизнеспособные клетки позволят раскрыть одну из самых больших тайн нашей Вселенной — тайну зарождения жизни».

На предсказанное открытие ученые возлагают немалые надежды. Они верят, что формы жизни, созданные человеком с заданными свойствами, естественно, пока на уровне бактерий и простейших организмов, в перспективе позволят найти новые способы решения широкого круга проблем — от борьбы с различными заболеваниями до предотвращения выбросов в атмосферу парниковых газов.

Совет

Но в хоре восторженных отзывов звучат и тревожные нотки. Высказывается мнение, что молекулярная инженерия живых существ может выйти из-под контроля. В итоге, скажем, могут быть созданы никогда ранее не встречавшиеся в природе вирусы. Как бы то ни было, но до практического применения грядущего научного прорыва еще весьма далеко.

комментарий

Анатолий Мирошников, заместитель директора Института биоорганической химии

— Подобные опыты уже давно ведутся не только западными, но и нашими учеными. Но, думаю, итальянский коллега поторопился с выводами и это дело не ближайшего десятилетия. Создание искусственной клетки чрезвычайно важно для человечества. Оно позволит перейти к индивидуальной медицине, так как каждый человек по природе своей уникален.

Источник: https://rg.ru/2007/08/24/biologiya.html

Ученые на пороге создания искусственного зрения — МК

Британские биологи, неврологи и медики работают над проектом искусственного выращивания глазных яблок в лабораторных условиях.

25.10.2007 в 18:17, просмотров: 532

В ходе экспериментов над лягушками исследователям удалось вырастить целых три глаза на теле головастика обыкновенной лягушки, сообщает издание «Глазами женщин».

«Искусственно вырастить и радужную оболочку, и хрусталик и сетчатку человеческого глаза вполне возможно», — уверен Руководитель проекта Николас Дейл.

Ученые уже установили практически полный набор генов, отвечающих за формирование и функционирование зрения, у земноводных. Теперь предстоит разработать модель автономной активации этих генов, а также создать систему их правильной компоновки и развития.

Медики, опубликовавшие свое исследование в сегодняшнем номере журнала Science, говорят, что огромную роль в процессе формирования глазного яблока играют азотосодержащие соединения, причем данное справедливо и для человека. Наиболее значимым из таких соединений стал обнаруженный эктоэнзим, присутствующий на внешней поверхности абсолютно всех клеток, участвующих в процессе формирования зрения, сообщает Sybersecurity.

Ученые планируют в ходе научной работы определить все гены, задействованные в процессе формирования глазного яблока, и понять, каким образом их можно активировать. Это даст ключ к синтезу искусственного глазного яблока человека.

Маковецкий, Панин, Симонова на прощании с Этушем: траурные кадрыСпецоперация ФСБ: как в Крыму будили рано утром спящих «хизбов»Разбившаяся в авиакатастрофе молодая семья из Таганрога: последние счастливые фотоКак Украина потеряла Крым: «вежливые люди» в Симферополе 5 лет назадЭкс-солистка Serebro Катя Кищук дошутилась до порно: провокационные кадрыЛюди без комплексов: в Крыму «моржи» открыли купальный сезонУмер Владимир Этуш: редкие фотографии великого артистаЗвезда Comedy Woman Надя Сысоева испугала поклонников своей худобойСкарлетт Йоханссон собралась замуж в третий раз

Популярно в соцсетях

Девочка-маугли жила на груде мусора в квартире прямо в центре МосквыВидео спасения девочки-маугли из захламленной квартиры в МосквеМать «девочки-маугли» не признала вину в покушении на убийство ребенкаИспугавшийся конь прокатил Путина задом напередГневная речь Володина в адрес главы МЭР Орешкина попала на видеоПоявилось видео с места катастрофы «Боинга» в ЭфиопииМосквичи объяснили выбор цветов на 8 Марта»Как родного человека потеряли»: в Москве почтили память СталинаОтравление Скрипалей год спустя: Вассерман дал оригинальную версиюВ Москве нашли девочку-маугли с вросшим в шею проводом Павел БыстровЕдинственный выживший из группы Дятлова назвал произошедшее «зачисткой» Остап ЖуковЖанна Агузарова полностью изменила свою внешность: от «марсианки» – ни следа Кирилл РусаковКак просить прощения в Прощеное воскресенье: воздержитесь от рассылок Евгения НикитскаяВ Подмосковье владелец кафе расстрелял отмечавших 8 марта жителей MK.RUВ Челябинске 8 марта изнасиловали, избили и сожгли женщину Арсений ТоминТрое подростков изнасиловали одноклассницу в петербургской школе Александр Ахтырко»Не наш»: Алена Апина высказалась о принадлежности Крыма Артем КошеленкоОпубликованы жуткие подробности гибели Люды из группы Дятлова Дмитрий ИстровЧиновник Роскосмоса назвал жителей хрущевок «скотобазой» Артем КошеленкоКомандир женского танкового экипажа ДНР перешла на сторону ВСУ Александр ШляпниковЗлой рок Божены: спесь «светской львицы» умерла вместе с Малашенко Татьяна ФедоткинаУбийца жены и 5-летнего сына признался в растлении мальчика Виктория ЧумаковаОтцом убийцы жены и сына оказался известный крымский писатель Станислав ЮрьевМногодетный отец надругался над 13-летней дочерью и добрался до тещи Александр АхтыркоФигуристка Слуцкая попросила помощи из-за травли её дочери в школе Кирилл РусаковПерерасчет пенсий: сколько вернут и начислят пенсионерам до 1 июля Инна ДеготьковаКриминалисты СКР раскрыли тайну гибели группы Дятлова Андрей КамакинНетаньяху приехал к Путину предупредить о войне Елена ЕгороваИсточники: «Тело Игоря Малашенко нашли на дереве» MK.RUРоссияне рассказали, за что был убит Немцов Александр АхтыркоВскрытие показало причину смерти Игоря Малашенко Михаил ВерныйШкольник, которого окунули в унитаз, начал терроризировать жителей Наталья БеловаБританская королева Елизавета II решила не отдавать трон принцу Чарльзу Мэлор СтуруаБлог Ерлана Журабаева: Второй зомбоящик для дорогих россиянТверь В отчаянии мать умирающей девушки в Твери разбила окно в «скорой»Карелия Финские школьники отрываются под русские хиты и бьют рекорды YoutubeКазахстан Китайцы придумали новый «ствол»В Новом Свете 8 марта: Вектор красоты и феномен Пуэрто-РикоКрым Как Гагарин в Крыму открыл первую на планете космическую выставкуКалининград Немецкие тайны Калининградской области: история любви, увековеченная в истории кирхи

Источник: https://www.mk.ru/old/article/2007/10/25/73417-uchenyie-na-poroge-sozdaniya-iskusstvennogo-zreniya.html

Человек создал искусственную жизнь

«Специалисты США создали первую клетку, которая управляется искусственным геномом», – под таким сенсационным заголовком на прошедшей неделе в американском журнале «Science» появилась статья о достижении биологии, всколыхнувший весь научный мир. Команда ученых под руководством Крейга Вентера смогла создать искусственную бактерию с заранее заданными свойствами; микроорганизм оказался способен к размножению.

 Милена Сигаева / «Здоровье-инфо»

Это стало новым шагом к осуществлению мечты многих биотехнологов: создать микроб с геномом определенных параметров для производства бесконечного количества редких веществ, например, сложных фармацевтических препаратов. Но, несмотря даже на такой успешный эксперимент, наука еще очень далека от создания искусственной жизни в полном смысле слова.

Создатели

 
Крейг Вентер

Крейг Вентер – гениальный ученый микробиолог, «король» геномики (раздел молекулярной генетики, занимающийся изучением генома и генов живых организмов), первый человек, расшифровавший генетический код бактерии в 90-ые годы, а также предприниматель и организатор морской экспедиции в Атлантике.

В 2000 году Вентер разработал новый подход к секвенированию, названный методом «дробовика», который оказался намного эффективнее традиционных методов, и с помощью которого он составил карту человеческого генома, состоящую из 3 миллиардов элементов.

Обратите внимание

Создание живого существа с химически синтезированным геномом стало новым успешным проектом Вентера.

 Вместе с Вентером работали 79-летний Нобелевский лауреат микробиолог Гамильтон Смит, биоинженер Дэниел Гибсон и еще 23 ученых.

Суть эксперимента

 
Колонии измененных бактерий Mycoplasma mycoides. Фото с сайта jcvi.org

В начале ученые расшифровали последовательность ДНК бактерии Mycoplasma capricolum, причем весьма тщательно, то есть определили ее полную геномную последовательность, внесли данные в компьютер, и заменили некоторые ее фрагменты другими.

В результате получился модифицированный вариант бактерии другого реально существующего вида – Mycoplasma mycoides. Из четырех химикатов был синтезирован геном, который внесли в клетку, и который подчинил ее себе.

Клетка стала размножаться, то есть искусственно созданная жизнь стала настоящей.

Геном – совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор.Термин «геном» был предложен Гансом Винклером в 1920 году для описания совокупности генов, заключенных в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида.

Чтобы эта новосозданная бактерия не исчезла бесследно в истории, Вентер и Смит вставили в геном свои имена, три цитаты из Джеймса Джойса и других авторов. Здесь они преследовали две цели.

Во-первых, уникальные индивидуальные обозначения помогут выявить ответственную сторону в случае био терроризма или аварийного выброса клеток в окружающую среду.

А во-вторых, с помощью этого кода они всегда помогут предъявить права собственности на созданные клетки.

Во благо

 Крейг Вентер считает, что такое исследование сулит большие перспективы для человечества.

 
Микрофотография бактерии M. mycoides JCVI-syn1, полученная на сканирующем электронном микроскопе. Фото с сайта jcvi.org

Важно

Возможность «записывать генетический код», то есть разработка синтетического генома, позволит глубже проникнуть в клетки живых организмов. Ученые собираются изготовить минималистскую бактерию, снабженную всеми необходимыми генами для производства ферментов и белков, которая станет основой целого поколения различных организмов.

В этом случае любой организм можно будет сконструировать подобно конструктору Лего. Станет возможным управлять клетками и организмами, их можно будет заставить выполнять какую-либо работу.

Например, можно создать чистую воду, новые виды биологического горючего или источников питания, текстиля или современные лекарства в неограниченном количестве.

Одним из проектов, которым собирается заняться Вентер в ближайшее время, это создание искусственных водорослей с полным набором питательных веществ и микроэлементов. Затем в планах ученого – обучение синтетического генома производству вакцины от гриппа.

Во вред

У большинства людей, в том числе и в научном мире, открытие искусственной клетки вызывает серьезные опасения. Они называют эксперименты Вентера «играми в Бога». Вентер утверждает, что «подобные клише всегда используют, когда человек совершает глобальное открытие в биологии».

 
Микрофотография бактерии M. mycoides JCVI-syn1, полученная на сканирующем электронном микроскопе. Фото с сайта jcvi.org

Пэт Муни, директор ETC Group, находящейся в Канаде международной частной организации, ведущей наблюдения за технологиями, называет открытие Вентера «ящиком Пандоры», считая, что «синтетическая биология – это поле деятельности с высоким риском, мотивацией которой является лишь выгода». «Мы знаем, что искусственная жизнь, созданная в лаборатории, может стать биологическим оружием, и тогда она начнет угрожать естественному биоразнообразию мира», – заявил он в коммюнике.

Однако ученые во главе с Венторем, зная о возможных проблемах, делают все возможное, чтобы синтетические клетки бактерий не могли бы выжить за пределами лабораторий или других условий производства. Этого можно добиться, например, обеспечив зависимость организмов от определенного вида питательных веществ, без которых его существование не будет возможным.

Кроме того, при создании их можно снабдить «генами самоуничтожения», которые будут срабатывать при попадании организма за пределы лаборатории или той среды, где он вырос. Поддерживать жизнь синтетических клеток непросто даже в идеальных условиях лаборатории.

Читайте также:  Врачи: использование дешевых контактных линз может привести к слепоте

Поэтому, их аварийное попадание в окружающую среду, скорее всего, приведет к стремительному уничтожению этих клеток.

Еще одно мнение

Некоторые ученые рассматривают открытие Вентера как интересное, но абсолютно бесполезное. Прежде всего, его достижение все же нельзя назвать созданием «новой» жизни. Новое – это то, что никогда не существовало.

Совет

А полученная клетка – просто повторное создание уже существующей живой бактерии, но только с простетическим, то есть созданным в лаборатории, геномом. По словам многих ученых, искусственные организмы можно получить и более простыми и доступными способами.

Во всем мире уже давно умеют изменять гены, вставлять и убирать из генома любые куски.

«Для того чтобы сделать, например, бактерию-производителя лекарств, совершенно необязательно заново создавать целый геном», – отмечает биолог Евгений Нудлер, профессор биохимии Нью-Йоркского университета и заведующий московской лабораторией молекулярных механизмов старения «Геронлаб».

Однако, Крейг Вентер – не просто изобретатель и ученый, это человек с очень сильной коммерческой жилкой. Он видит серьезное будущее у своего изобретения и не остановится на достигнутом.
 

Источник: https://www.zdorovieinfo.ru/exclusive/chelovek-sozdal-iskusstvennuyu-zhizn/

Искусственная жизнь создана! Возможно ли такое?

Что же произошло на самом деле? Если разбираться «на пальцах», то все предельно просто. Для эксперимента были выбраны одноклеточные из рода микоплазм. Микоплазмы — простейшие микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между бактериями и вирусами — традиционный объект экспериментов биологов.

Для начала ученые изучили геномы двух различных клеток, близкородственных, незначительно, однако, все же отличающихся организмов. Затем удалось синтезировать молекулу ДНК одной из них, состоящую более чем из миллиона пар оснований. На следующем этапе геном второй клетки заменили геномом синтезированной ДНК.

Чтобы наглядно представить, что же произошло, академик М. П. Кирпичников сравнил клетку живого организма с компьютером. Как известно, любой компьютер состоит из двух важнейших компонентов, аппаратной части или «железа», и программного обеспечения — «софта». «Железо» живой клетки — это ее структура, а «софт» — геном, генетическая программа деятельности, закодированная в ДНК.

Таким образом, американские биологи «залили» в «компьютер», созданный природой, синтезированный ими химическим путем искусственный «софт», получив при этом живой организм с новыми свойствами, отличными от свойств клетки-предшественника.

Можно ли считать компьютер с измененным программным обеспечением совершенно новым? С точки зрения обновления свойств и возможностей — скорее всего, да. Однако, не умаляя огромных заслуг перед наукой ученых под руководством Грега Вентера, полагаю, что, в общем и целом вряд ли можно назвать полученный результат искусственной жизнью.

По известному выражению Энгельса, жизнь — способ существования белковых тел. Еще в конце семидесятых годов прошлого века биологи поставили перед собой амбициозную по тем временам задачу — создать искусственный белок.

Исследователи фирмы «Дюпон» попытались синтезировать, получить искусственным путем белковую структуру, уже известную в природе. Советские ученые, среди которых, кроме упомянутого выше М. П. Кирпичникова, работали О. Б Птицын и А. В. Филькенштейн, к цели шли другим путем. Они трудились над созданием искусственного белка, в природе несуществующего.

Топология белка, сконструированного советскими биологами и не противоречащая физическим законам сборки белковых структур, на практике до сих пор нигде не найдена. Однако такой белок был получен в лабораторных условиях, и ему даже удалось привить биологическую активность. В 1999 году заслуги ученых были отмечены Государственной премией, правда, уже не советской, а российской.

Логическим продолжением работы по созданию искусственного белка было бы создание полностью искусственной живой клетки. Такие идеи витали в воздухе, наверняка от них не отказались и поныне, но, к сожалению, последние два десятилетия для российской науки никак не назовешь самыми удачными, создание искусственной клетки пришлось отложить.

Обратите внимание

Грег Вентер первым в мире предложил собственное решение проблемы искусственной живой клетки. Но методика, им выбранная, не единственная. Несколько научных лабораторий в разных странах сегодня успешно работают над созданием живой клетки, созданной человеком «от начала и до конца». И результаты не за горами.

Подождем…

Источник: https://ShkolaZhizni.ru/computers/articles/37499/

Выше Бога: готово ли человечество к созданию искусственной жизни

Автор: Екатерина Бруй |  27 мая 2016, 11:40

Достижения синтетической биологии и удешевление технологий в скором времени могут позволить искусственно создать геном человека. Люди смогут создавать подобных себе существ и влиять на ход эволюции.

Эта заманчивая идея порождает не только восхищенные отзывы, но и вызывает множество страхов.

Прежде чем взяться за такой амбициозный проект, человеку придется найти ответы на множество вопросов, связанных с этикой и моралью.

Человечество близко к тому, чтобы создавать искусственную жизнь с нуля. В минувшие выходные группа из 150 ученых, собранная по специальным приглашениям, заседала в Гарварде.

За закрытыми дверями этот совет обсудил перспективы проектирования и строительства генома человека с нуля при помощи компьютера, синтезатора ДНК и сырья.

После этого полученный искусственный геном будет имплантирован в живую клетку человека, чтобы заменить его природную ДНК.

Ученые рассчитывают, что в результате клетка «перезагрузится», ее биологические процессы изменятся и будут работать на основе инструкций, предоставленных искусственной ДНК. Иными словами, если все получится, скоро мир увидит первую искусственную человеческую клетку.

Важно

Официально цель проекта не создание Человека 2.0. Инициатива получила название HGP-Write, HGP – это первые буквы слов Human Genome Project. Буквально ученые собираются «написать» геном человека. Также они ставят задачу изучить функционирование синтетических геномов в клетках.

Производство жизни

По своей сути синтетическая биология – это брак между строительством и биотехнологиями.

Если секвенирование ДНК – это процесс чтения молекулы, а генная инженерия – редактирования, то синтетическая биология – это процесс программирования новой ДНК. Синтетическая биология позволяет строить новые формы жизни.

Синтетические биологи рассматривают ДНК и гены как биологические кирпичи, которые могут быть использованы как взаимозаменяемые при создании и модификации живых клеток.

Кислинг и его коллеги собирают базу данных стандартизированных частей ДНК, получившую название «BioBricks» – «Биокирпичи». Эти «кирпичи» могут быть использованы как части пазла, они могут создать совершенно новый генетический материал.

То, что сейчас делают Кислинг и другие ученые, напоминает процесс создания нового языка программирования. Клетки – это устройство, а ДНК – программное обеспечение, заставляющее аппарат работать.

Синтетические биологи считают, что при наличии достаточного количества данных о том, как работают гены, они смогут писать генетические программы с нуля, создавать новые организмы, изменять природу и даже направлять ход человеческой эволюции. Синтетическая биология отличается от генной инженерии именно масштабом.

В то время как генетическое редактирование подразумевает внесение изменений при сохранении базы, синтетическая биология меняет всю суть. Возможности этого направления практически безграничны.

БиоЛекарства, БиоТопливо, БиоУрожай

Совет

Взрывное развитие синтетической биологии в последнее десятилетие уже продемонстрировало результаты, которые привели в восторг как ученых, так и корпорации. В 2003 году Кислинг опубликовал одно из самых ранних исследований, продемонстрировавших потенциальную мощь этого направления.

Он работал с химическим веществом артемизинин — это мощный препарат против малярии. Он сделан на основе сладкой полыни и часто используется как последний шанс, если заболевание зашло слишком далеко.

Несмотря на высокую ценность этого препарата и многочисленные попытки культивирования необходимых растений, урожайность остается крайне низкой.

Кислинг понял, что с помощью синтетической биологии можно обойти процесс сбора урожая в целом.

Он рассудил, что путем введения нужных генов в клетки бактерий можно превратить их в машины по производству артемизинина, сделать их новым обильным источником этого препарата.

Это было заманчивой идеей, но реализовать ее было не так просто. Команда ученых должна была построить совершенно новый путь метаболизма в клетке, научить ее обрабатывать ранее незнакомые ей химикаты.

Методом проб и ошибок исследователи «склеили» части десятков генов из нескольких организмов и объединили их в один «пакет» ДНК. Затем они имплантировали получившийся набор ДНК в кишечную палочку (E.

Coli), эти бактерии обычно используются в лабораториях при производстве химических веществ. Ученым удалось вызвать новый процесс в бактерии, который отвечал за производство артемизинина.

Постепенно команде Кислинга удалось повысить эффективность производства и снизить цену препарата более чем в 10 раз.

Обратите внимание

Артемизинин был лишь первым шагом в гораздо более масштабной программе. Этот препарат представляет собой углеводород, который принадлежит к семейству молекул, часто используемых для изготовления биотоплива.

Так почему бы не использовать тот же самый процесс для производства биотоплива? Путем замены генов, используемых для производства артемизинина, команда уже разработала несколько микробов, способных превращать сахар в топливо.

Сельское хозяйство — еще одна область, готовая извлечь выгоду из синтетической биологии. Теоретически мы могли бы взять гены, используемые для выделения азота из бактерий, поместить их в клетки агрокультур, чтобы полностью изменить естественный процесс роста.

При правильной комбинации генов можно получить зерновые культуры, которым нужно меньше воды, земли, энергии и удобрений.

Достижения синтетической биологии могут быть использованы для производства совершенно новых продуктов – например, веганских сыров или других молочных продуктов, свободных от животных компонентов.

Воссоздание жизни

Одна из конечных целей синтетической биологии – создание искусственного организма, изготовленного исключительно из специально разработанных молекул ДНК. Основное препятствие сейчас – недостаточное развитие технологий. Синтезирование ДНК стоит дорого, занимает много времени и редко проводится без ошибок.

Большинство существующих методов сейчас позволяют создавать нити ДНК длиной примерно 200 «химических букв», в то время как гены, как правило, более чем в десять раз длиннее. Геном человека содержит около 20 000 генов, которые производят белки. Тем не менее, затраты на синтез ДНК быстро сокращались в течение последнего десятилетия.

По словам генетика из Стэнфордского университета, доктора Дрю Энди, стоимость секвенирования отдельного отрезка гена сократилась с $4 в 2003 году до 3 центов в настоящее время.

Важно

Ориентировочная стоимость печати всех трех миллиардов букв человеческого генома на данный момент составляет $90 млн, но может снизиться до $100 тыс в течение 20 лет, если тренд сохранится.

Более разумные цены открывают перспективы для синтеза целого генома.

Еще в 90-е годы Крейг Вентер, сыгравший ведущую роль в области секвенирования генома человека, начал исследовать минимальный набор генов, необходимых для создания жизни.

Вместе с коллегами из Института исследований генома Вентер извлек гены из бактерии Mycoplasma genitalium, живущей в половых и дыхательных органах, для выявления тех последовательностей, которые играют решающее значение для жизни.

В 2008 году Вентер сложил вместе эти «жизненно важные гены» и построил весь новый «минимальный» геном из химических веществ с использованием синтезированных молекул ДНК. Несколько лет спустя Вентер вживил искусственный геном в другую бактерию.

Гены прижились и «перезагрузили» клетку, позволив ей расти и самовоспроизводиться. Так появился первый живой организм с полностью синтетическим геномом.

От бактерии к человеку

Следующий этап, если появится финансирование, будет заключаться в повторе экспериментов Вентера на человеческом геноме. Но он почти в 5000 раз больше, чем бактерии, с которыми работал Вентер, и трудно сказать, насколько более трудоемким может быть процесс.

Даже если такая амбициозная цель не будет пока достигнута, эта сфера науки по-прежнему может совершить «квантовый» скачок вперед.

По словам доктора Джорджа Черча, ведущего генетика в Гарвардской медицинской школе, в ходе работы над этим проектом могут появиться технологические достижения, которые улучшат общую способность синтезировать длинные цепочки ДНК, независимо от их происхождения. Черч считает, что основная цель этого проекта – это как раз развитие и продвижение технологий.

Совет

Но многие относятся к этому проекту скептически. По словам Дрю Энди, который был приглашен на встречу, но решил не участвовать дальше в проекте, эта программа первоначально была названа «HGP2: Проект синтеза генома человека», и ее основной целью было «синтезировать полный геном человека в течение десяти лет».

Вне зависимости от ее реальных целей, инициатива открывает перспективу изготовления людей по специальному заказу. Или даже полу-людей, чьими «родителями» могут быть компьютеры.

Связанные с этим риски легко представить, и, несомненно, они пугают.

Насколько это безопасно — манипулировать жизнью и строить ее? Какие последствия может иметь появление новых организмов в неподготовленном мире? Кто будет владеть технологией и иметь к ней доступ? Породит ли это новую волну дискриминации?

  Поделиться   Поделиться

Источник: https://futurist.ru/articles/224

Ссылка на основную публикацию