{"id":8554512,"date":"2016-04-02T14:47:33","date_gmt":"2016-04-02T12:47:33","guid":{"rendered":"https:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/2016\/04\/02\/mekkora_az_elethez_szukseges_minimalis_genom"},"modified":"2021-04-03T09:13:51","modified_gmt":"2021-04-03T09:13:51","slug":"mekkora_az_elethez_szukseges_minimalis_genom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/?p=8554512","title":{"rendered":"Mekkora az \u00e9lethez sz\u00fcks\u00e9ges minim\u00e1lis genom?"},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" class=\"imgnotext aligncenter\" src=\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2016\/04\/syn3-1.png\" alt=\"syn3-1.png\" \/><\/p>\n<p>Craig Ventert soha nem lehetett azzal v\u00e1dolni, hogy nem mer nagyot \u00e1lmodni. A Human Genome Project alternat\u00edv &#8222;megold\u00e1s\u00e1val&#8221; berobban\u00f3 \u00f6nt\u00f6rv\u00e9ny\u0171, egyszerre csod\u00e1lt \u00e9s kritiz\u00e1lt kutat\u00f3 mostan\u00e1ban a saj\u00e1t mag\u00e1r\u00f3l elnevezett int\u00e9zetet igazgatja, \u00e9s amikor nem az emberi genom min\u00e9l pontosabb felt\u00e9rk\u00e9pez\u00e9s\u00e9n, illetve az ehhez kapcsol\u00f3d\u00f3 egy\u00e9nre szabott gy\u00f3gy\u00e1szathoz <a href=\"http:\/\/mosaicscience.com\/story\/craig-venter-genomics-personalised-medicine\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">kapcsol\u00f3d\u00f3 projektjein \u00fcgyk\u00f6dik<\/a>, akkor a nem kev\u00e9sb\u00e9 amb\u00edci\u00f3zus &#8222;szintetikus \u00e9let l\u00e9trehoz\u00e1sa&#8221; munkac\u00edmen \u00f6sszefoglalhat\u00f3 kutat\u00e1s izgatja.<\/p>\n<p>A c\u00e9l nem kevesebb, mint l\u00e9trehozni egy saj\u00e1t maga \u00e1ltal tervezett m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u0171 sejtet. Ez persze a gyakoraltban m\u00e9g el\u00e9g messze van (b\u00e1rmit is mondanak a bulv\u00e1r(osod\u00f3) lapc\u00edmek), viszont az is j\u00f3l l\u00e1that\u00f3, hogy a JCVI kutat\u00f3i legal\u00e1bb egy j\u00f3l k\u00f6r\u00fcl\u00edrhat\u00f3, k\u00f6z\u00e9phossz\u00fa t\u00e1vra sz\u00f3l\u00f3 tervvel rendelkeznek \u00e9s ezen az \u00faton pr\u00f3b\u00e1lnak v\u00e9gigmenni.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p>A feladat technikai r\u00e9sz\u00e9t, vagyis leszintetiz\u00e1lni \u00e9s \u00f6sszerakni, majd &#8222;\u00e9letrekelteni&#8221; egy genomot m\u00e1r 2010-ben megoldott\u00e1k Venter\u00e9k, amikor egy <i>Mycoplasma<\/i>\u00a0genomot egy az egyben mesters\u00e9gesen elk\u00e9sz\u00edtettek (megsp\u00e9kelve p\u00e1r, v\u00edzjel funkci\u00f3t bet\u00f6lt\u0151 mesters\u00e9ges szekvenci\u00e1val, amelyek egyszerre m\u0171k\u00f6dtek PR fog\u00e1sk\u00e9nt, illetve tett\u00e9k lehet\u0151v\u00e9, hogy a szintetikus genom\u00fa sejt ut\u00f3djait el lehessen k\u00fcl\u00f6n\u00edteni). Ez lett a Syn1.0, aminek a megalkot\u00e1sa ugyan <a href=\"https:\/\/criticalbiomass.hu\/?p=5005913\">egy\u00e1ltal\u00e1n nem volt trivi\u00e1lis<\/a>, de \u00f6t \u00e9vvel ezel\u0151tt sem sz\u00e1m\u00edtott m\u00e1r technol\u00f3giai ugr\u00e1snak. Na meg ez csak a k\u00f6nnyebb r\u00e9sze volt a dolognak.<\/p>\n<p>Ugyanis arr\u00f3l, hogy <i>mit<\/i>\u00a0kellene k\u00f3dolnia egy szintetikus sejtnek, csak hom\u00e1lyos fogalmaink vannak. M\u00e1rmint term\u00e9szetesen nagyon sok g\u00e9nr\u0151l tudjuk, hogy l\u00e9tfontoss\u00e1g\u00fa kell legyen a funkci\u00f3ja, de m\u00e9g mindig nem tudunk igaz\u00e1b\u00f3l defini\u00e1lni egy olyan minim\u00e1l g\u00e9nhalmazt, amivel egy sejt m\u00e1r eld\u00f6c\u00f6gne. Ehhez visz k\u00f6zelebb <a href=\"http:\/\/science.sciencemag.org\/content\/351\/6280\/aad6253.full\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Venter\u00e9k \u00faj <i>Science<\/i>\u00a0cikke<\/a>, de igaz\u00e1b\u00f3l a probl\u00e9m\u00e1t m\u00e9g nem oldja meg.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"imgnotext open-in-modal aligncenter\" src=\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2016\/04\/syn3-2.png\" alt=\"syn3-2.png\" \/><small>\u200cA kor\u00e1bbi Syn1.0-b\u00f3l k\u00e9sz\u00fclt Syn3.0 sejtek morfol\u00f3giai soksz\u00edn\u0171s\u00e9get mutatnak (egyes sejtek filamentumokat hoznak l\u00e9tre &#8211; feh\u00e9r nyilak, m\u00e1sok hatalmas vaku\u00f3l\u00e1kat &#8211; fekete nyilak), aminek az ok\u00e1t jelenleg nem nagyon \u00e9rtj\u00fck. (Forr\u00e1s: Science)<\/small><\/p>\n<p>Venter\u00e9k eleve az\u00e9rt egy <i>Mycoplasma <\/i>faj genomj\u00e1t szekven\u00e1lt\u00e1k meg, mert ezek a bakt\u00e9riumok rendelkeznek a legkisebb ismert genomokkal, \u00edgy az volt a felt\u00e9telez\u00e9s, hogy mivel a term\u00e9szet m\u00e1r eleve elt\u00e1vol\u00edtotta a nem l\u00e9tfontoss\u00e1g\u00fa g\u00e9nek egy r\u00e9sz\u00e9t, k\u00f6nnyebb dolga lesz a kutat\u00f3knak.<\/p>\n<p>\u00c1ltal\u00e1nos szab\u00e1lyk\u00e9nt elmondhat\u00f3, hogy min\u00e9l stabilabb k\u00f6rnyezete van egy sejtnek, ann\u00e1l kisebb a genomja, hiszen nem kell olyan g\u00e9neket tartalmaznia, amelyek a nagy k\u00f6rnyezetv\u00e1ltoz\u00e1sokra k\u00e9sz\u00edtik fel. Ennek megfelel\u0151en a parazita \u00e9s szimbionta sejtek genomja a legkisebb. M\u00edg a k\u00f6zismert <i>Escherichia coli<\/i>\u00a0genomja kb. 4300 g\u00e9nb\u0151l \u00e1ll, addig az emberi h\u00fagy- \u00e9s ivarszervek sejtjeiben \u00e9l\u0151sk\u00f6d\u0151\u00a0<i>Mycoplasma genitalium<\/i>\u00a0mind\u00f6ssze 525 g\u00e9nt tartalmaz. (S\u0151t, <a href=\"http:\/\/gbe.oxfordjournals.org\/content\/5\/9\/1675.long\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">az aktu\u00e1lis rekorder<\/a>, a kab\u00f3ca szimbionta\u00a0<i>Nasuia deltocephalinicola<\/i> mind\u00f6ssze 137 feh\u00e9rjek\u00f3dol\u00f3 g\u00e9nt tartalmaz, de ezt csak \u00fagy tudja el\u00e9rni, hogy a legt\u00f6bb anyagcsere-\u00fatvonala elsatnyult \u00e9s sz\u00e1mos aminosavj\u00e1t a gazdaszervezet biztos\u00edtja, \u00edgy azon k\u00edv\u00fcl \u00e9letk\u00e9ptelen.)<\/p>\n<p>Nem v\u00e9letlen teh\u00e1t, hogy Venter szint\u00e9n egy <i>Mycoplasm\u00e1t<\/i>\u00a0v\u00e1lasztott \u00e9rdekl\u0151d\u00e9se c\u00e9lpontj\u00e1ul. A Syn1.0 m\u00e9g 901 g\u00e9nt tartalmazott \u00e9s most azt pr\u00f3b\u00e1lt\u00e1k meg\u00e1llap\u00edtani, hogy ezek k\u00f6z\u00fcl melyikeket lehet elt\u00e1vol\u00edtani, an\u00e9lk\u00fcl, hogy a bakt\u00e9rium elpusztulna. Els\u0151 k\u00f6rben 479 ilyen g\u00e9nt azonos\u00edtottak, de amikor ezeket a g\u00e9neket egy\u00fcttesen pr\u00f3b\u00e1lt\u00e1k elt\u00fcntetni a Syn1.0 genetikai anyag\u00e1b\u00f3l, a sejt \u00e9letk\u00e9ptelen lett, aminek az oka az lehet, hogy bizonyos g\u00e9np\u00e1rok egym\u00e1st helyettes\u00edteni k\u00e9pesek (\u00edgy egyenk\u00e9nt mindketten nem esszenci\u00e1lisnak t\u0171nnek), de egy\u00fcttes ki\u00fct\u00e9s\u00fck hal\u00e1los lesz.<\/p>\n<p>V\u00e9g\u00fcl az \u00e9letk\u00e9pes, gyorsan n\u00f6vekv\u0151 Syn3.0 genomja (a Syn2.0 egy k\u00f6ztes \u00e1llapot volt) 473 g\u00e9nt tartalmaz, amelyek k\u00f6zel fele egyszer\u0171en a genetikai inform\u00e1ci\u00f3 leford\u00edt\u00e1s\u00e1ra \u00e9s hivajav\u00edt\u00e1s\u00e1ra val\u00f3, 17%-a a sejt metabolizmus\u00e1t biztos\u00edtja, 18%-a pedig a sejtmembr\u00e1n \u00f6sszet\u00e9tel\u00e9t. \u00c9s van 149 darab, aminek m\u00e9g mindig nem ismerj\u00fck a funkci\u00f3j\u00e1t. Ezek a rejt\u00e9lyes g\u00e9nek nagy val\u00f3sz\u00edn\u0171s\u00e9ggel a kor\u00e1bbi kateg\u00f3ri\u00e1k valamelyik\u00e9be tartoznak, de nem tudjuk pontosan mi a feladatuk \u00e9s hogyan m\u0171k\u00f6dnek egy\u00fctt a t\u00f6bbi, ismert funkci\u00f3j\u00fa g\u00e9nnel. Ez pedig pontosan mutatja, hogy mi\u00e9rt vannak m\u00e9g mindig komoly akad\u00e1lyok az els\u0151 val\u00f3ban sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pen tervezett, szintetikus genom\u00fa \u00e9l\u0151l\u00e9ny megalkot\u00e1s\u00e1ban: egyr\u00e9szt m\u00e9g mindig nem ismerj\u00fck kell\u0151 m\u00e9lys\u00e9gben egy egyszer\u0171 genom\u00fa bakt\u00e9rium m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9t sem, r\u00e1ad\u00e1sul ha mondjuk a Syn3.0 jobb megismer\u00e9s\u00e9vel azt az akad\u00e1lyt a k\u00f6zelj\u00f6v\u0151ben le is k\u00fczdj\u00fck, m\u00e9g akkor is probl\u00e9ma marad, hogy ez a kutat\u00e1s csak azt mutatja majd meg, hogy milyen g\u00e9nek sz\u00fcks\u00e9gesek egy <i>Mycoplasma-<\/i>jelleg\u0171 sejt m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9hez.<\/p>\n<p>Ahhoz, hogy <i>\u00e1ltal\u00e1ban <\/i>megtudjuk, milyen g\u00e9nek kellenek egy minim\u00e1l-sejt m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9hez, ahhoz ehhez hasonl\u00f3 genom-t\u00f6m\u00f6r\u00edt\u0151 k\u00eds\u00e9rleteket m\u00e1s fajokban is el kell v\u00e9gezni. Ilyen k\u00eds\u00e9rletek term\u00e9szetesen m\u00e1r j\u00f3 ideje zajlanak a vil\u00e1gban (pl. Szegeden, <a href=\"http:\/\/group.szbk.u-szeged.hu\/sysbiol\/posfai-gyorgy-lab-index.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">P\u00f3sfai Gy\u00f6rgy csoportj\u00e1ban<\/a>), \u00edgy csak id\u0151 k\u00e9rd\u00e9se, hogy megtudjuk, val\u00f3ban mi az \u00e9lethez sz\u00fcks\u00e9ges minim\u00e1l-genom.<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">[<em>A poszt eredetileg a <a href=\"http:\/\/sciencemeetup.444.hu\/2016\/03\/29\/mekkora-az-elethez-szukseges-minimalis-genom\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ScienceMeetup blogj\u00e1ban jelent meg<\/a>.<\/em>]<\/p>\n<hr \/>\n<p><span style=\"font-size: xx-small;\">\u00a0 <b>Hutchison CA 3rd, Chuang RY, Noskov VN, Assad-Garcia N, Deerinck TJ, et al.<\/b> (2016) Design and synthesis of a minimal bacterial genome. <i>Science<\/i> <b>351(6280)<\/b>:aad6253. <\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Craig Ventert soha nem lehetett azzal v\u00e1dolni, hogy nem mer nagyot \u00e1lmodni. A Human Genome Project alternat\u00edv &#8222;megold\u00e1s\u00e1val&#8221; berobban\u00f3 \u00f6nt\u00f6rv\u00e9ny\u0171, egyszerre csod\u00e1lt \u00e9s kritiz\u00e1lt kutat\u00f3 mostan\u00e1ban a saj\u00e1t mag\u00e1r\u00f3l elnevezett int\u00e9zetet igazgatja, \u00e9s amikor nem az emberi genom min\u00e9l pontosabb &hellip; <a href=\"https:\/\/criticalbiomass.hu\/?p=8554512\">Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz&#8230;. <span class=\"meta-nav\">&rarr;<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[46],"tags":[124,27,322,323,85],"class_list":["post-8554512","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-biotechnologia","tag-craig_venter","tag-genomok","tag-minimalis-sejt","tag-mycobacterium","tag-szintetikus_biologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8554512","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=8554512"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8554512\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":16324773,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8554512\/revisions\/16324773"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=8554512"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=8554512"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=8554512"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}