Revoluce v medicíně: Vědci tvoří umělý genom
Mezinárodní vědecký tým pracuje na umělém kvasinkovém genomu. Do konce příštího roku by měl světlo světa spatřit život stvořený v laboratoři.
Tým dvou stovek vědců pracuje na mezinárodním projektu, jehož cílem je „vyrobit“ umělou kvasinku. Veškeré její genetické informace jsou výsledkem práce biotechnologických laboratoří. Vědci zatím úspěšně stvořili dvě třetiny kvasinkové DNA a jsou na cestě za jejím dokončením. K němu by se měli dopracovat do konce příštího roku.
Medicína i průmysl
Takový úspěch by znamenal revoluci v medicíně nebo chemii. Kultury plně syntetických kvasinek by totiž byly schopné produkovat celou řadu látek, které se v těchto oborech využívají. Výsledky projektu také mohou představovat začátek cesty k syntetickému genomu u komplexnějších mnohobuněčných organismů, včetně lidí.
Vědci vytvořili první ze šestnácti kvasinkových chromozomů v roce 2014. „Výrobu“ dalších pěti pak popsali tento týden v časopise Science. Členové vědeckého týmu zároveň podle listu Financial Times upozorňují, že dalších pět chromozomů je také kompletních, ale podrobná analýza zatím čeká na publikování.
„Tento projekt nám otevírá zatím netušené možnosti v medicíně i dalších průmyslových odvětvích,“ řekl listu Financial Times Jef Boeke z katedry biochemie a molekulární farmakologie Newyorské univerzity a vedoucí mezinárodního vědeckého týmu, jenž na umělých kvasinkách pracuje.
Mohlo by vás zajímat
Paul Freemont z Královské univerzity v Londýně, který se rovněž výzkumu účastní, popsal projekt jako „potenciálně přinášející změnu“. Vedle Američanů a Britů prý v projektu hrají důležitou roli také čínští vědci.
Kvasinky jako pěstírny
Kvasinky se využívají tisíce let v pekařství, pivovarnictví nebo vinařství. Nyní se ale zdá, že jejich význam nabývá nového rozměru, neboť se stávají motorem pro rozvoj biotechnologie. Jejich DNA může být relativně snadno upravována za pomoci metod genetického inženýrství a již dnes se kvasinkové kultury používají pro pěstování enzymů a dalších látek pro medicínské a jiné účely.
Výzkumníci ale tvrdí, že výroba syntetických kvasinek výrazně rozšíří další možnosti jejich využití. Produkce umělých kvasinek stojí na metodě, která nahromadí geny kolem umělého chromozomu, čímž dojde k jakési „vylepšené“ evoluci.
„Když si představíte kvasinkový genom jako knihu, pak chromozomy přestavují její jednotlivé kapitoly. A my jsme je vlastně psali tak, jak jsme potřebovali, až vznikla kniha zcela nová,“ zjednodušeně popsal postup listu Financial Times Yizhi Cai z Edinburské univerzity.
V současné době mají vědci za sebou už deset syntetických chromozomů, které v kvasinkových buňkách fungují. Ona „kompletní kniha“ by měla být podle Paula Freemonta hotová do konce příštího roku.
Umělý člověk hned tak nebude
Kvasinkami to ale prý nekončí. Jakmile bude tento projekt úspěšně dokončen, vědci plánují další. V nich se chtějí zaměřit na komplexnější mnohobuněčné organismy. Někteří hovoří o syntetickém lidském genomu, který je ale třitisícekrát větší než ten kvasinkový, jiní naopak preferují skromnější cíle – například genom hlístic nebo škrkavek.
Projekt na vytvoření umělé kvasinky navázal na práci týmu amerického genetika Craiga Ventera, který v roce 2010 vytvořil první umělou bakterii – mycoplasma myocides – která je zodpovědná za vážné plicní choroby u skotu. Tehdy šlo o výsledek výzkumu, který trval dlouhých patnáct let.
Bakterie je ale složena z více než milionu „písmen“ genetického kódu a tak velkou molekulu nebylo možné vytvořit naráz. Tým kolem Ventera proto musel nejdříve vyrobit kratší části, které následně skládali do větších celků. Jenže ty byly nakonec tak velké, že už s nimi nešlo v laboratoři efektivně pracovat. Finalizaci bakteriální DNA museli vědci tedy svěřit buňkám kvasinek, v nichž úplný genom bakterie nakonec získali.
„Prolomili jsme kritickou psychologickou bariéru,“ řekl tehdy Craig Venter listu Financial Times. „Výrazně to ovlivnilo můj způsob myšlení, jak z vědeckého, tak z filozofického pohledu o tom, co to vlastně život je a jak funguje,“ dodal. Už tenkrát se otevřeně hovořilo o dalších možnostech „výroby“ umělých organismů, včetně lidských. Jenže to zřejmě ještě pěknou řádku led zůstane v rovině sci-fi. Od umělé bakterie k umělé kvasince uplynulo dalších dlouhých sedm let.
Petr Musil
Tomáš Cikrt
