Kezdőlap Címkék DNS

Címke: DNS

Szegedre vezetnek az első mesterséges élőlény gyökerei

0

Május közepén új mérföldkövet jelentettek be a mesterséges élet létrehozásában: egy baktérium teljes örökítőanyagát szintetikusra cserélték cambridge-i kutatók, ráadásul az egész élővilágban egységes genetikai kódon is változtattak. A hír bejárta a világsajtót, ám azt kevesen tudják, hogy a példátlan eredmény eléréséhez egy olyan baktériumot használtak, amelyet az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában fejlesztett ki Pósfai György és kutatócsoportja. A kapcsolat a két munka között jó példa az alapkutatási eredmények előre nem látható hasznosulására. – Pósfai György összefoglalója az mta.hu számára.

A napokban járta be a sajtót egy tudományos hír (Fredens és mtsai, Nature, 2019), többek között ilyen címmel: „Ez lehet a világ első mesterséges élőlénye” (Index). Hasonló munka hasonló címmel már szerepelt a sajtóban korábban is, ez a mostani eredmény azonban valóban új mérföldkő a mesterséges sejtek készítésében. Egyetlen mondatban összefoglalva: szintetikus eredetűre cserélték le a kólibaktérium (Escherichia coli) DNS-ét, és közben megváltoztatták a genetikai kódolási rendszerét.

Miért érdekes ez? Háromféle jelentősége van a munkának:

1. A technológia alkalmazható lesz más, racionálisan tervezett sejtek készítésére.
2. Nem természetes aminosavak kódolása, ezzel újfajta, sokféle célra használható fehérjék előállítása is lehetővé válik.
3. A megváltoztatott kódolás miatt biztonsági, genetikai kommunikációs tűzfal keletkezik a mesterséges baktérium és a természetes élőlények között.

Érdemes kicsit részletesebben is kifejteni az előnyöket.

Új eljárás teljes genomok átalakításához

Ami a technológiát illeti, már ismert módszereket fűztek egybe ahhoz, hogy a tervezett kódolási módosításokat beépítve lemásolják a kólibaktérium teljes DNS-ét (genomját). A folyamat a DNS nukleotidsorrendjének megtervezésével, majd kis darabokban történő kémiai szintézisével indul. Ezeket a kisebb szakaszokat nagyobbakká (100 ezer nukleotidnyi genomszakaszokká) fűzik össze, ehhez a laboratóriumban jól kezelhető élesztőt is igénybe veszik mint köztes gazdát. A nagy genomszakaszokat azután sorban a kólisejtbe juttatják, lecserélve az eredeti, természetes szakaszokat. A végeredmény egy olyan baktérium, amelynek teljes DNS-molekulája szintetikus eredetű. Az új DNS pedig az eredeti információ mellett új, beletervezett, akár globális érvényű módosításokat is hordozhat. Az itt alkalmazott folyamat mintaként szolgálhat másféle sejtek teljes genomjának nagyszabású átalakításához is. Ráadásul a lépések egy része automatizálható, megkönnyítve a jövőbeni hasonló munkákat.

Nevezhetjük-e mesterségesnek ezt az élőlényt?

Igen is, meg nem is. Az elkészítéshez élő sejtekre volt szükség, maga a fogadó gazda is egy természetes élőlény. Ugyanakkor a sejt felépítését és működését meghatározó információt hordozó DNS-t mesterségesen alakították ki. Hasonló munkára egyébként már volt példa, Craig Venter csapata évtizedes erőfeszítéssel készített olyan Mycoplasma baktériumot, amelyet szintetikus eredetű DNS működtetett (Gibson és mtsai, Science, 2010). A Mycoplasma egyszerűsége miatt alkalmas volt a technológia demonstrálására, gyakorlati haszna azonban nincsen az alkalmazásokban.

A mostani munka újabb dimenziót nyitott: egyrészt jóval nagyobb DNS-molekulát tudtak összeállítani, másrészt egy igen hasznos, a kutatásban és az iparban széleskörűen használt baktériumot vettek alapul.

Új fehérjék előállításának lehetősége

A létrehozott, Syn61 nevű kólibaktérium nem szolgai lemásolása az alapul vett baktériumtörzsnek. A genetikai kódrendszert megváltoztatták, egyszerűsítettek rajta. A természetes, univerzális genetikai kód redundáns, a 64-féle kódvariáns 20-féle aminosavat kódol, azaz egy-egy aminosavra többféle kódolás is vonatkozhat. Itt a szerin aminosavat kódoló hatféle kodon közül kettőt kihagytak, illetve másik, szinonim kodonnal helyettesítettek. Így felszabadult két kodon, pontosabban három, mivel az eredeti, háromféle stopkodonból az egyiket szintén mellőzték. Így lett a 64 elemű genetikai kódból 61 elemű, innen a Syn61 név.
Mire jók a felszabaduló kodonok? Némi egyéb manipulációval (pl. megfelelő aminoacil-tRNS-szintetáz alkalmazásával) elérhető, hogy a megüresedett funkciójú kodonokat nem természetes aminosavak kódolására használják. A fehérjerepertoár így bővíthető, soha nem látott, a szokásos aminosavakon túli építőelemeket is tartalmazó fehérjéket lehet könnyen élő sejtben előállítani. Ilyesmit eddig utólagos kémiai módosítással vagy csak részleges eredményt hozó genetikai manipulációkkal tudtak elérni. És miért jó a fehérjerepertoár bővítése? Ennek számtalan alkalmazása lehet az új gyógyszerhatóanyagok előállításától a mosóporenzimek javításáig.

Genetikai tűzfal

Gyakran felmerül az aggály, mi lesz, ha a mesterségesen megalkotott baktérium elszabadul, a gondosan kialakított genetikai tervrajz elfajul, esetleg – például vírusok közvetítésével – idegen, veszélyes gének kerülnek bele. Nos, a megváltoztatott genetikai kódrendszer tűzfalat képez a mesterséges és a természetes rendszerek között. Ha információt cserélnek, az a partnerben nem fog működni, hiszen az másként olvassa ki a genetikai utasításokat.

A kólibaktérium kromoszómájának sematikus térképe. A belső kör (fekete) mutatja az eredeti baktérium genomját (4434 gén). Piros blokkok jelölik az MDS42 változatban kiejtett genomszakaszokat (42 szakasz, összesen 704 gén).

Forrás: Pósfai György

Egy Szegeden előállított baktériumot használtak

Van még egyéb érdekessége is a munkának: egy magyar szál, egy szegedi előzmény. Ugyanis nem akármilyen, a laboratóriumokban vagy az iparban gyakran használt, „vad” kólibaktérium DNS-ét vették alapul a szintetikus variánshoz, hanem az MTA SZBK Biokémiai Intézetének Genommérnöki Csoportjában készített, MDS42 nevűét. A név egy genetikailag erősen egyszerűsített kólibaktériumra utal (Multiple Deletion Strain, 42 kiejtett genomszakasszal). Többéves munkával, melybe – elsősorban bioinformatikai segítséggel – egy amerikai kutatócsoport is bekapcsolódott, precízen elimináltuk a baktérium genomjából a fölöslegesnek, illetve a kutatási-ipari felhasználás szempontjából károsnak ítélt géneket. (A munkát annak idején két fázisban közöltük: Genome Research, 2002; Science, 2006). Célunk kettős volt. Egyrészt úgy gondoltuk, a fölösleg eltávolításával hatékonyabb és genetikailag stabilabb lesz a baktérium – ebből csak a stabilitás igazolódott. Másrészt – alapkutatási szempontból – az érdekelt bennünket, meddig lehet elmenni a genetikai egyszerűsítésben anélkül, hogy komolyabban sérülnének a baktérium képességei.

Miért választották most az MDS42 kólibaktériumot a szintetikus verzióhoz?

Ennek két oka van: egyrészt 4,6 millió nukleotid helyett kevesebb mint 4 milliót kellett összeszerkeszteni, másrészt hiányzott már belőle sok, a felhasználás szempontjából igazoltan felesleges vagy káros szakasz (pl. a mutációkat, genetikai instabilitást okozó „ugráló” gének).
A kapcsolat a két munka között jó példa arra, hogy egy alapvetően alapkutatási projekt később – előre nem látott módon – egy igencsak hasznos alkalmazásokkal kecsegtető munka kiindulópontjává válhat.

A mostani, szintetikus genomú baktérium valószínűleg nem lesz sokáig világrekorder a mesterségesség „versenyében”. Még drasztikusabban átalakított genetikai kódrendszerű kólibaktérium is készülőben van (szintén MDS42-alapokon), más szintetikus baktériumgenomokat is terveznek, és nincs messze a mesterséges genomú, 12 millió nukleotidból összeálló élesztőgenom befejezése sem.

Hamis próféta

0

Nagy örömmel olvastam a mi Urunk Orbán Viktor (a „legkeresztényebb” és “legeurópaibb” DNS) tanítását a Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem falai között, ahol tudásra szomjúhozó hallgatóságával megosztotta próféciáját, miszerint tíz évig még keresztények maradunk.

Tíz évig. De aztán mi lesz? Ez egyértelmű, ugyanis a kereszténység vége csakis akkor következhet be, amikor – legalábbis Maimonidész tanításának megfelelően – elérkezik a messiási birodalom, s a világ valamennyi népe (zsidóság, kereszténység és muszlim világ) újra eggyé válik az eredendő monoteista ősvallásban. Ez viszont azt jelenti, hogy megszűnik minden baj, nem lesz többé éhínség, sem háború, sem viszálykodás, helyette minden ember az Örökkévalóra szegezi tekintetét, s a Tóra minden törvénye beteljesedik.
Omén!
Csakhogy van itt egy kis bibi. A keresztény hagyomány ugyanis nem szereti, ha valaki tudni véli, mikor jön el a vég. Pál apostol azt írja, hogy „Az időpontokról és alkalmakról pedig nem szükséges írnom nektek, testvéreim, mert ti magatok is jól tudjátok, hogy az Úr napja úgy jön el, mint éjjel a tolvaj” (1Thessz 5,1-2), vagyis váratlanul, meglepetésszerűen, az isteni akarat, s nem az emberi vágyak és kívánalmak szerint. A páli idézet minden bizonnyal elkerülte eddig Orbán figyelmét, holott a „tolvaj” kifejezés ismerősen csenghetett számára.
A Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem tudásra szomjúhozó hallgatósága viszont egészen biztosan tisztában van azzal, hogy amikor a tanítványok a végidőszak jeleiről érdeklődtek („Micsoda jele lesz a te eljövetelednek és e világkorszak végének?” – Máté 24,3), Jézus azt a választ adta, hogy abban az időben „sok hamis próféta támad, akik sokakat félrevezetnek” (Máté 24,11).
Így hát két eset lehetséges: a tudós hallgatóság vagy nem érzi magát félrevezetve, de akkor hol vannak még az Orbán által jelzett végidők, vagy maguk is érzik az utolsó idők szorongattatásait, de akkor könnyen előfordulhat, hogy Orbán hamis próféta.
Ám akár így, akár úgy, Orbán hallgatósága előtt végre láthatóvá vált egy éjjeli (és nappali) tolvaj.

Gábor György

A korán kelők nagyobb biztonságban vannak

0

A korán kelő nőknél kisebb eséllyel alakul ki mellrák, legalábbis a BBC hírportálja által idézett új brit kutatás megállapításai szerint. A „baglyok” veszélyeztetettebbek, mint a „pacsirták”.

 

A tanulmány szerzői, a Bristoli Egyetem kutatói a napokban folyó glasgow-i brit rákkutatási konferencián elmondták, egyelőre nem tudni, milyen mechanizmus áll az összefüggés hátterében. Minden embernek van biológiai órája, amely a szervezet működését irányítja nagyjából 24 órás ciklusokban, ezt hívják cirkadián ritmusnak, ez befolyásolja az alvásidőt, a hangulatot, még a szívroham kockázatát is. Azonban az egyes emberek biológiai órái „nem ugyanazt az időt mutatják”.

A „pacsirták” az első napsugárra kinyitják a szemüket, a nap folyamán korábban jutnak el teljesítményük csúcspontjára, este korábban álmosodnak el. A „baglyoknak” nehezebb a kora reggeli felkelés, produktívabbak a nap vége felé és később alszanak el.
A kutatók megvizsgáltak 341 DNS-részletet, amelyek az embert pacsirtának, vagy bagolynak „programozzák”. Ezután elemezték több mint 180 ezer nő adatait a UK Biobank nevű projekt adatbázisából, valamint majdnem 230 ezer nő adatait a Breast Cancer Association Consortium nevű rákkutató intézet tanulmányából.

Kiderült, hogy akik genetikailag pacsirták, azoknak kisebb az esélyük a mellrákra, mint azoknak, akiket a génjeik bagolynak programoztak. Mivel a szóban forgó génszakaszokat születésétől hordozza az ember, és nem függnek össze a rák más ismert okával, például az elhízással, ezért a kutatók okkal vélik, hogy a biológiai óra szerepet játszik a rák kialakulásában.

Minden hetedik brit nőnél alakul ki mellrák élete során, a kutatás pedig csak egy rövid, nyolcéves szakaszt vizsgált. Ebben a szakaszban száz „bagolyból” kettőnél, száz „pacsirtából” egynél alakult ki tumor.

Az életkor és a családi hajlam a mellrák fő kockázati tényezői. A Brit Rákkutató Intézet szerint az esetek nagyjából negyedét lehetne megelőzni. Egyértelmű alvási tanácsot azonban korai lenne adni, mivel további kutatásoknak „fel kell még deríteni, milyen okok miatt nagyobb a mellrák kockázata a bagoly típusúaknál, mint a pacsirtáknál”.

DNS-sel is feltörhető a számítógép

0

A Washingtoni Egyetem kutatói sikeresen feltörtek és megfertőztek egy számítógépet egy olyan kóddal, amelyet egy DNS-szekvenciába írtak bele.

A Wired szerint most először bizonyították, hogy erre van lehetőség. A kutatók úgy módosították a DNS-t, hogy amikor a számítógép elemezte, a kapott adatokból egy olyan program vált, amely megfertőzte a gépet és

át is vette az irányítást felette.

A kutatók szerint egyelőre ugyan nem kell arra számítani, hogy az ilyen támadások gyakoriak lesznek, de azért a DNS-szekvenciálás elterjedésével erre is figyelni kell.

Kohono Tadajosi, az egyetem professzora, a kutatás vezetője azt mondta, a jövőben a számítógépek biztonságánál nem csak az USB eszközökre, csatolmányokra, stb. kell figyelni, hanem arra is, hogy milyen DNS-t elemez épp a gép. Ez ugyanis jellemzően külső forrásból jön.

Az ilyen gépek jellemzően hálózatba vannak ráadásul kötve,

a rosszindulatú szoftverek az egész rendszert megfertőzhetik,

és ezáltal a támadó értékes információkhoz juthat. Sőt, az is elképzelhető, hogy átírja a genetikai elemzéseket – például bűnügyi vizsgálatoknál.

FRISS HÍREK

Tb: százezre...

Eurószázmill...

Kultúrharc a...

A főváros ne...

A Független Hírügynökség kiadásai meghaladják bevételeinket.
A pártoktól független újságírás egyre nehezebb helyzetben van Magyarországon.

A hagyományos finanszírozás modelleket nem csak a politika lehetetleníti el, de a társadalmi kihívások is.

A fuhu.hu fennmaradásához, hosszútávú működéséhez, szerkesztőségünk rászorul támogatásotokra.
Segítségetekkel lehetőség nyílik arra, hogy munkánkat továbbra is az eddig megszokott színvonalon végezhessük tovább.

Ide kattintva megtalálod bankszámlaszámunkat!

NÉPSZERŰ HÍREK