Переписали код жизни: учёные создали бактерию Syn57 с самым эффективным генетическим кодом

Учёные из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета Великобритании создали бактерию Syn57 — форму жизни с сокращённым и модифицированным генетическим кодом. В отличие от остальных известных организмов, использующих 64 кодона (триплета нуклеотидов, определяющих аминокислотную последовательность белков), Syn57 обходится лишь 57 кодонами, полностью исключая повторяющиеся и избыточные варианты.

Создание Syn57 стало результатом масштабного вмешательства в ДНК кишечной палочки E. coli: ей изменили более 100 000 позиций в геноме, что потребовало сложной инженерной работы и самых современных методов синтеза ДНК. Для успешной «переписи» пришлось решать проблему перекрывающихся генов — разбивать их на отдельные участки и по-новому проектировать структуру генома. В результате бактерия способна функционировать, несмотря на то что 7 стандартных кодонов отсутствуют, а все белки собираются только из минимально необходимого набора «инструкций».

Благодаря особенностям нового генетического кода, Syn57 практически неуязвима для большинства природных вирусов: вирусные аппараты просто не могут корректно распознать редуцированный код и заражение невозможно или крайне маловероятно. Это свойство может стать ценным для промышленных биотехнологий, резко сокращая риски заражения производственных штаммов бактериофагами и минимизируя убытки. Отдельно отмечается и снижение биоопасности: если материал Syn57 случайно попадёт в природную среду, то другие организмы не смогут считать и использовать эти гены, что ограничивает непреднамеренное распространение изменений.

Однако новая рекордная эффективность имеет свои ограничения: по скорости размножения Syn57 заметно уступает обычной кишечной палочке — её популяция удваивается примерно за 4 часа против обычного одного часа у E. coli. Учёные продолжают работать над устранением этого недостатка и поиском способов ускорить рост синтетических организмов для использования в промышленном производстве новых материалов или лекарств.

Открытие Syn57 открывает новые горизонты как для базовой науки — в частности, для проверки фундаментальных ограничений жизни, — так и для передачи передовых биотехнологий в реальное производство и медицину. Syn57 стала самым «экономным» с точки зрения кода организмом на планете и ключевым объектом для будущих исследований синтетической биологии.

 Источник: futurism