Los investigadores han diseñado y sintetizado un genoma bacteriano mínimo, que contiene solo los genes necesarios para la vida y que consta de solo 473 genes. Esto avanza la investigación innovadora del equipo publicada en 2010, en la que construyeron y arrancaron la primera autorreplicación,célula bacteriana sintética, que proporciona una prueba de principio de que los genomas pueden diseñarse en la computadora, fabricarse químicamente en el laboratorio y trasplantarse a una célula receptora para producir una nueva célula autorreplicante controlada solo por el genoma sintético.
Después de esto, el equipo, liderado por Craig Venter y Clyde Hutchison, estableció su objetivo final, una meta desde 1995, para sintetizar una célula mínima que contenga solo los genes necesarios para mantener la vida en su forma más simple, un esfuerzo que podríaayudar a los científicos a comprender la función de cada gen esencial en una célula.
Para hacer este trabajo, Venter, Hutchison y sus colegas recurrieron nuevamente a Mycoplasma, una bacteria que posee los genomas más pequeños conocidos de las células que se replican de forma autónoma. En 2010, los investigadores habían sintetizado el genoma de Mycoplasma mycoides. Aquí, con base en la literatura existente, elLos investigadores diseñaron genomas hipotéticos mínimos en ocho segmentos diferentes, cada uno de los cuales podría probarse para clasificar con precisión los genes constituyentes como esenciales o no. Durante este proceso de diseño-construcción-prueba, los investigadores también buscaron identificar genes cuasi-esenciales, los necesariospara un crecimiento robusto pero no absolutamente necesario para la vida.
En una serie de experimentos, Venter, Hutchison y sus colegas insertaron transposones o secuencias genéticas extrañas en numerosos genes para interrumpir sus funciones y determinar cuáles eran necesarios para el funcionamiento general de la bacteria.genoma, repitiendo experimentos hasta que no se puedan interrumpir más genes y el genoma sea lo más pequeño posible.
Críticamente, el análisis reveló que algunos genes inicialmente clasificados como "no esenciales" de hecho realizan la misma función esencial que un segundo gen; por lo tanto, uno de los dos genes necesita ser retenido en el genoma mínimo. Una versión final, denominado JCVI-syn3.0, comprende 473 genes, un genoma más pequeño que el de cualquier célula de replicación autónoma encontrada en la naturaleza hasta la fecha.
El genoma mínimo de los investigadores carece de todos los genes de restricción y modificación del ADN y la mayoría de los genes que codifican las lipoproteínas. Por el contrario, casi todos los genes involucrados en la lectura y expresión de la información genética en el genoma, así como en la preservación de la información genética a través de las generaciones, sonCuriosamente, las funciones biológicas precisas de aproximadamente el 31% de los genes JCVI-syn3.0 permanecen sin descubrir.
Sin embargo, se encontraron varios homólogos potenciales para varios de estos genes en otros organismos, lo que sugiere que codifican proteínas universales con funciones aún por determinar. La plataforma JCVI-syn3.0 representa una herramienta versátil para investigar las funciones centrales de la vida.
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Materiales proporcionados por Asociación Americana para el Avance de la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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