Genomforskaren J. Craig Venter har tagit nästa steg i sina ansträngningar att skapa artificiellt liv genom att syntetisera hela genomet av en bakterie och använda det för att kontrollera en cell. Dr. Venter kallar resultatet "syntetisk cell” och presenterar sin forskning som ett stort genombrott som kommer att bana väg för skapandet av användbara mikrober för att tillverka produkter som vacciner och biobränslen.

På presskonferensen Dr. Venter beskrev den konstgjorda cellen som den första självreglerande arten på vår planet, vars förälder är en dator. "Detta är ett filosofiskt framsteg lika mycket som det är ett tekniskt framsteg", sa han och tillade att den syntetiska cellen väcker nya frågor om livets natur. Andra forskare är överens om att han uppnådde den tekniska framgången att syntetisera en stor bit DNA, en miljon gener lång, exakt tillräckligt för att ersätta DNA i den ursprungliga cellen. Vissa forskare anser att detta tillvägagångssätt är långsökt, eftersom det kommer att ta år att konstruera nya organismer, hittills har endast framsteg gjorts mot att producera biobränslen med konventionella genteknikmetoder, där endast ett fåtal gener förändras åt gången i befintliga organismer ( bakterie) . Berättelsen gör det klart att det finns några extremt viktiga saker som Venter inte har gjort ännu.

Målet för Dr. Venteras mål är att uppnå fullständig kontroll av en bakteries arvsmassa genom att först syntetisera dess DNA i laboratoriet och sedan designa ett nytt genom, fråntaget många av dess ursprungliga funktioner och utrustat med nya gener för att styra produktionen av användbara produkter. "Det är väldigt utmanande att kunna rekonstruera och göra varje bokstav i arvsmassan, för det betyder att du kan lägga den i olika gener", säger Gerald Joyce, biolog vid Scripps Research Institute i La Jolla, Kalifornien.

Som svar på denna vetenskapliga rapport bad president Obama Vita husets bioetikkommission att slutföra en studie av de problem som den syntetiska biologin tar upp inom sex månader och rapportera tillbaka till honom om dess resultat. Han sa att den nya utvecklingen var ett verkligt bekymmer, men utvecklade inte. Dr Venter tog det första steget mot detta mål för tre år sedan och föreslog att en bakteries naturliga DNA kunde infogas i en annan och ta över värdcellen. Förra året syntetiserade hans team en DNA-sträcka med 1,080.000 XNUMX XNUMX baser - de kemiska enheterna som utgör DNA.

I det sista steget, ett team ledd av Daniel G. Gibson, Hamilton O. Smith och Drs. Venter, i ett uttalande i tidskriften Science, säger, att det syntetiska DNA:t tar över bakteriecellen precis som dess naturliga DNA, då genererar cellen proteiner, specificerade av det nya DNA:s genetiska information, istället för sitt eget naturliga DNA. Teamet beställde 1000 40 enheter av DNA-sekvenser från Blue Heron, ett företag som specialiserat sig på DNA-syntes och som har utvecklat en teknik för att sammanställa kortare sträckor av ett komplett genom. Kostnaden för projektet var XNUMX miljoner dollar, varav det mesta betalades av Synthetic Genomics, grundat av Dr. Venter.

Bakterierna som används av Dr. Ventera är dock olämplig för produktion av biobränslen. Dr. Venter sa att han kommer att fokusera på att skapa olika organismer. Synthetic Genomics har ett kontrakt med Exxon om att producera biobränslen från alger. Exxon är redo att spendera upp till 600 miljoner dollar om alla dess villkor är uppfyllda. Dr. Venter sa att de kommer att försöka konstruera hela genomet av algerna så att vi kan ändra 50 till 60 olika parametrar för deras tillväxt, vilket skapar superproduktiva organismer för att producera bränsle. På sina yachtresor runt om i världen analyserade Dr Venter DNA från många mikroorganismer i havsvatten och har nu ett bibliotek med cirka 40 miljoner gener, mestadels från alger. Dessa gener kommer att vara källan för att säkerställa att de fångade algerna producerar användbara kemikalier.

"Jag tror att Craig Venter överdriver betydelsen av detta lite", säger David Baltimore, en genetiker på Caltech. Han beskrev resultatet som ett tekniskt "husarstycke" snarare än ett vetenskapligt genombrott. "Han skapade inte liv, han bara imiterade det", sa Dr Baltimore. Närma sig Dr. Ventera är inte nödvändigtvis en väg för att producera nyttiga mikroorganismer, säger George Church, en genomforskare vid Harvard Medical School. Leroy Hood från "Institute for Systems Biology" i Seattle märkte rapporten av Dr. Ventera, även om den var briljant, sa att vi först måste förstå gener och nätverk på lägre nivå innan vi försöker designa hela organismer från grunden.

År 2002 syntetiserade Eckard Wimmer från State University of New York genomet av polioviruset vid Stony Brook. Med hjälp av detta genom skapade han ett levande virus som han använde för att infektera och döda möss. Verket av Dr. Ventera på bakterier liknar i princip, förutom att genomet hos polioviruset bara är 7 500 enheter långt, och bakteriernas genom är mer än 100 gånger längre.

Miljögruppen Friends of the Earth fördömde det syntetiska genomet som en farlig ny teknik och sa att Venter borde stoppa all ytterligare forskning tills adekvata säkerhetsbestämmelser finns på plats. Det syntetiserade genomet av Dr. Ventera är kopierad från en naturlig bakterie som infekterar getter. Innan han kopierade DNA:t, sa Venter, valde han ut 14 gener från det som kunde vara patogena, så de nya bakterierna, även om de flydde, skulle sannolikt inte skada getterna.

Påståendet från Dr. Venteras skapande av en syntetisk cell oroar människor som tror att det betyder att han skapade en ny livsform eller en konstgjord cell. "Det är naturligtvis inte sant eftersom dess utgångsmaterial är en biologisk livsform", säger Dr Joyce från Scripps. Dr. Venter kopierade helt enkelt DNA från en bakterieart och infogade den i en annan. Den andra bakterien producerade alla proteiner och organeller i den så kallade syntetiska cellen, enligt specifikationerna som kodas i den inbäddade DNA-strukturen. "Jag är rädd att vissa människor kommer att dra slutsatsen att Venter skapade en ny livsform", säger Jim Collins, bioteknikingenjör vid Boston University. "Det han har skapat är en organism med ett syntetiserat naturligt genom. Detta betyder dock inte att skapa liv från grunden eller skapa en ny livsform," han sa.