La scoperta del genoma è la chiave per gli organismi di design

Per più di 20 anni, J. Craig Venter ha cercato di creare una cellula con il minor numero possibile di geni nella speranza che la cellula ridotta potesse dirci qualcosa sulle necessità della vita.

In un articolo pubblicato oggi su Scienza , Venter e il suo team hanno annunciato di aver fatto un grande passo verso quell'obiettivo e hanno trovato alcune sorprese lungo la strada.

L'elenco delle parti della vita di base è un terzo più lungo di quanto gli scienziati avessero pensato, ha affermato Venter, noto per aver vinto la corsa alla mappatura del genoma umano. E dipende molto più dal contesto di quanto non si fossero resi conto.

Far replicare e crescere la loro cellula sintetica abbastanza velocemente da poter essere utilizzata in laboratorio ha richiesto 473 geni, 149 dei quali hanno una funzione poco chiara.

Venter, fondatore, presidente e CEO del J. Craig Venter Institute, che ha guidato la ricerca, ha affermato di aver iniziato la sua caccia presumendo di essere in grado di individuare i singoli o pochi geni responsabili di questo o quel tratto. Invece, ha detto in una conferenza stampa di mercoledì, ha appreso che le funzioni, le malattie e l'esistenza di base dipendono dall'interazione di molti geni.

La vita è molto più simile a un'orchestra sinfonica che a un ottavino, ha detto.

La maggior parte delle applicazioni per questa cellula sintetica sono indietro di anni o decenni, ma si tratta di un importante progresso scientifico.

Un gruppo di cellule sintetiche con il minor numero di geni necessari per crescere e dividersi. Nelle colture, queste cosiddette cellule JCVI-syn.30 formano una varietà di strutture.

Questo è davvero utile per darti un'idea di quale sia davvero l'elenco delle parti minime necessarie per mantenere in vita un organismo, ha affermato Jef Boeke, direttore dell'Institute for Systems Genetics presso il Langone Medical Center della New York University. C'è un enorme valore in termini di comprensione del cablaggio di base di una cella.

La cellula sintetica, soprannominata JCVI-syn3.0, ha anche potenziali applicazioni per far progredire la medicina, la nutrizione, l'agricoltura, i biocarburanti e i prodotti biochimici, ha affermato Dan Gibson, vicepresidente di DNA Technology for Synthetic Genomics, una società fondata da Venter per commercializzare i progressi genetici , che è stato anche coinvolto nel nuovo lavoro.

La nostra visione a lungo termine è quella di avere la capacità di progettare e costruire organismi sintetici su richiesta che svolgono funzioni specifiche che sono programmate nel genoma cellulare, ha scritto Gibson in un'e-mail di follow-up. Le celle sintetiche con un elenco di parti minime dedicherebbero la massima energia al loro scopo: semplicemente crescerebbero, si dividerebbero e realizzerebbero il prodotto che è stato programmato nella cella.

Alla richiesta di esempi specifici di applicazioni, Venter ha menzionato gli antibiotici sintetici e una collaborazione in corso tra Synthetic Genomics e United Therapeutics per coltivare organi trapiantabili nei suini. Gli esseri umani non possono usare cuori, polmoni o fegati di maiale a causa del rischio di rigetto e malattie, ma le aziende stanno cercando di modificare il genoma del maiale per renderlo possibile.

Il genetista dell'Università di Harvard George Church preferisce modificare le funzioni nei genomi esistenti, piuttosto che costruire dal basso. Church ha affermato che JCVI-syn3.0 è un risultato accademico significativo, ma non ne vede molto l'uso pratico a breve termine.

Non voglio essere scortese, ha detto Church. Penso che sia una cosa adorabile che hanno fatto.

Come impresa scientifica, ha detto Church, è rimasto più colpito dal precedente lavoro del gruppo svolto più di cinque anni fa, che ha dimostrato che il team potrebbe sintetizzare un genoma molto più grande che è molto più vicino alla complessità necessaria per le applicazioni del mondo reale.

Venter ha detto che il lavoro mostra fino a che punto dobbiamo ancora arrivare per comprendere i genomi anche delle creature più semplici.

Il fatto che questo abbia richiesto così tanto tempo a un team altamente dedicato ed estremamente competente con un premio Nobel, tre membri della National Academy of Science e alcuni brillanti scienziati giovani per arrivare così lontano ci dice molto sui fondamenti della vita e dice le fasi successive non saranno banali, ha detto.

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