Учёные создали бактерию Syn57 с рекордно эффективным генетическим кодом

Группа исследователей из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета Великобритании получила бактерию Syn57 — организм с упрощённым и модифицированным генетическим кодом. В отличие от прочих известных форм жизни, использующих все 64 стандартных кодона (триплеты нуклеотидов, задающие аминокислотную последовательность белков), Syn57 функционирует всего на 57 кодонах, исключив дублирующие и избыточные варианты.

Получение Syn57 стало итогом масштабного редактирования ДНК кишечной палочки E. coli: в её геном внесли свыше 100 000 мутаций, что потребовало сложной синтетической инженерии и передовых технологий синтеза нуклеиновых кислот. Для корректной «переписи» генных элементов учёные разобрали пересекающиеся кодирующие участки, разбив их на независимые фрагменты и заново спроектировав архитектуру генома. В результате новая бактерия сохраняет жизнеспособность, несмотря на отсутствие семи стандартных кодонов, а все белки собираются на базе оптимизированного, сокращённого набора «инструкций».

Иллюстрация: Grok

Благодаря уникальной структуре редуцированного кода Syn57 практически не восприимчива к большинству природных вирусов: вирусные частицы не способны правильно интерпретировать изменённые триплеты, поэтому заражение либо не происходит, либо крайне маловероятно. Это свойство особенно ценно в промышленной биотехнологии, поскольку снижает риск потери производственных штаммов из-за бактериофагов и уменьшает экономические затраты. Кроме того, минимальная совместимость генетического материала Syn57 с естественными организмами снижает биобезопасностные риски: случайный выброс синтетических бактерий в среду не приведёт к переносу модификаций в дикорастущие популяции.

Тем не менее, рекордная «экономичность» кода даётся не без компромиссов: скорость размножения Syn57 заметно ниже, чем у природной E. coli — время удвоения популяции составляет около четырёх часов против одного часа у обычных штаммов. Учёные активно ищут решения для ускорения роста синтетических клеток, чтобы использовать их в масштабных производственных процессах, например при создании новых материалов или фармацевтических препаратов.

Открытие Syn57 расширяет горизонты как фундаментальных исследований — в частности, для проверки предельных возможностей жизни, — так и прикладных биотехнологий, прокладывая путь к коммерциализации и медицинской интеграции. Благодаря своему сокращённому коду Syn57 признана наиболее «рационально спроектированной» формой жизни на Земле и становится центральным объектом дальнейших экспериментов в области синтетической биологии.

Источник: iXBT