Газета "Наш Мир" br>
Международной группе исследователей из Германии, Франции, Бельгии
и США впервые удалось создать жизнеспособных бактерий, в ДНК которых
одно из четырех нуклеиновых оснований заменено синтетическим аналогом.
Главная особенность нового микроорганизма заключается в том, что его
жизнеспособность зависит от несуществующего на планете Земля, а может и
во всем космосе соединения. Это обеспечивает его неспособность
конкурировать и обмениваться генетическим материалом с другими
бактериями.
Все живые организмы хранят генетическую
информацию в ДНК, представляющую собой цепочку нуклеиновых оснований
четырех типов А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и С (цитозин). Эти буквы
являются своего рода «алфавитом жизни». Исследователям удалось
полностью заменить тимин в геноме кишечной палочки 5-хлорурацилом –
соединением, высокие концентрации которого токсичны для живых
организмов.
Для этого они использовали новую методику, обеспечивающую
эволюционирование микроорганизмов в строго контролируемых условиях. Суть
методики заключается в выращивании больших популяций бактерий под
постоянным давлением селекционного отбора, обеспечиваемым присутствием
сублетальных доз токсичного соединения. При этом автоматизированная
система регистрирует появление устойчивых микроорганизмов и
соответствующим образом корректирует условия культивирования.
Такой
эволюционный протокол применили к штамму K12 кишечной палочки,
неспособному к самостоятельному синтезу тимина и получающему его
исключительно из окружающей среды. После смены 1000 поколений
микроорганизмов, культивируемых в среде, содержащей очень низкие
концентрации тимина и его синтетического аналога 5-хлорурацила, потомки
исходной популяции уже могли существовать в среде, содержащей только
5-хлорурацил. Анализ ДНК этих бактерий показал, что тимин в их ДНК был
практически полностью замещен 5-хлорурацилом. Было также выявлено
огромное количество мутаций, изучением роли которых в адаптации
микроорганизмов к новому нуклеотидному основанию ученые занимаются в
настоящее время.
Полученные результаты представляют огромнейший
интерес с точки зрения фундаментальной науки. Однако исследователи
отмечают, что они также являются важным достижением в области
ксенобиологии – недавно появившегося направления синтетической биологии.
Они считают, что микроорганизмы, существование которых зависит от
невстречающегося в природе соединения и, соответственно, не
представляющие ни малейшей угрозы для окружающей среды, можно с успехом
использовать для производства лекарственных препаратов, биоэтанола и
других химических соединений.
|