VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Целесообразность работ по созданию искусственных вирусов неоспорима, поскольку вирус не может исчезнуть пока известен его геном и существуют восприимчивые к нему клетки. Сегодня геномы 2408 различных вирусов уже секвенированы и публично доступны в онлайн-базе данных, которая поддерживается Национальными институтами здравоохранения США.

Крейг Вентер – первый ученый, создавший из информации живой организм. За основу был взят геном фага фХ174. Фаг фХ 174 был выбран не случайно. Основными критериями выбора вируса фХ174 в качестве модельного объекта в эксперименте К. Вентера стали небольшой размер молекулы ДНК фага фХ174, а также тот факт, что ДНК этого вируса была первой успешно секвенированной. Целью этого эксперимента было добиться жизнеспособности искусственно созданного организма. Составив генетическую программу из множества генов, способную обеспечить клетку всем необходимым для поддержания существования, учёные смогли бы приблизиться к пониманию сущности жизни как биологического явления. Позже ученый использовал тот же самый метод для сборки ДНК более крупного и сложного объекта – бактерии Mycoides.

Идея К. Вентера заключалась в том, чтобы полностью заменить генетическую программуодного из микроорганизмов. Прежде всего, избран микроорганизм, сыгравшим роль "жертвы" – Mycoplasma genitalium, обитающий в мочеполовой системе человека. Геном Mycoplasma genitalium состоит из более чем 500 генов. Однако, учёным удалось урезать геномдо 300 генов. К. Вентер и его коллеги планировали убрать родной геном микроба, а на это место внедрить новый, искусственно созданный геном.

В 2002 году К. Вентером и его коллегами был открыт центр Институт Биологических Альтернатив Энергии, призванный решить две задачи: изучить воздействие технологии на биосферу и найти способы наилучшего понимания процессов, происходящих в природе;создать искусственную жизнь для лучшего понимания основных закономерностей жизни. В 2003 г. учёным Хэмельтону Смиту и Клайду Хачиссону удалось воспроизвести ДНК бактериофага длиной в 5386 нуклеотидных пар – вирус фХ174.После успеха в синтезе фрагментов вируса такого размера, учёные посчитали возможным конструирование хромосом размера, намного превышающего запланированный.

Существовало две серьезные проблемы: химическая и биологическая. Первая заключалась в синтезе ДНК; вторая, биологическая проблема, заключалась в её активации в клетке-реципиенте. Одновременно работу проводили две группы учёных. Одна группа решала химическую проблему, другая сложную задачу трансплантации хромосом.Для исследования был выбран самый маленький геном, т к предполагалось, что самое трудное будет заключаться в синтезе. Когда же в процессе синтеза искусственного вируса были получены первые успешные результаты, учёные смогли переключиться на синтез более крупного генома – Mycoides.

Исследования в сфере синтетической геномики открывают большие возможности в изучении генетических основ жизни, а в будущем откроет возможности создания организмов с заранее запрограммированными качествами. Ведь изменяя генетическую программу, можно будет создавать бактерии, которые смогут синтезировать вещества, активно используемые в пищевой промышленности, фармакологии, энергетике

Литература:

1. А.С. Спирин, «Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот», изд. «Высшая школа», г. Москва, 1990 г.