Siden da, ligesom Sumererne for første gang ønskede at drikke øl, og der var tusinder af år siden, Homo sapiens havde tætte relationer med Sacharomyces cerevisae, encellede svampe kendt som gær. På grund af den gæring, som folk kan bruge denne mikroskopiske udsigt til deres egne formål. I vores dage, gær celler producere ethanol og insulin, de laver eksperimenter i laboratorier.
Dette betyder ikke, at S. cerevisiae kan ikke længere være bedre – i hvert fald, ifølge Jeff Smart. Direktør for Institut for genetiske systemer ved new York University, Angriber førte det internationale team af hundredvis af mennesker, hvis job det er at syntetisere 12,5 millioner genetiske bogstaver, der udgør genomet af gær celler.
Dette betyder i praksis, at den gradvise udskiftning af hvert kromosom af gær – og de af 16 kemisk syntetiserede DNA. De angriber og hans kolleger næsten ti institutioner nedlagt, gær-genomet og gøre det muligt for forskere at blande sine gener efter eget skøn. I sidste ende, syntetiske gær Sc2.0 – konfigurerer helt.
“Over de næste 10 år, syntetisk biologi vil producere alle former for stoffer og materialer med mikroorganismer,” siger Angriberen. “Vi håber, at vores gær vil spille en stor rolle i dette”.
Tænk på dette projekt, som noget, der som den første bil af Henry Ford, som er samlet i hånden, og en af en slags. En dag, men vi vil være helt normalt at design genomer på en computer skærm. Snarere end at udvikle eller endda redigere DNA af en organisme, det ville være nemmere bare at udskrive en ny kopi. Forestil dig en designer alger, der producerer brændstof; problemfri; opstandne uddøde arter.
“Jeg tror, det kan være større end den plads, eller computeren revolution,” siger George Church, studere genom ved Harvard school of medicine.
Tidligere har forskere syntetiseret genetiske instruktioner, der styrer vira og bakterier. Men gær eukaryote celler, der er, at holde deres genomer i kernen og binder deres kromosomer som mennesker. Deres genomer er også meget mere.
Og det er et problem, fordi at syntetisere DNA er ikke så billige som at beskrive. I dag er det menneskelige genom kan planlægges for $ 1.000, og prisen er konstant faldende. Men at erstatte hvert bogstav af DNA i gær, Angriber skal 1,25 millioner dollars. Tilføje omkostninger til arbejdskraft og beregning til de samlede omkostninger ved projektet.
Sammen med Kirken og andre den Anden vej GP-skriver, en organisation, der serverer internationale undersøgelser, der skal reducere omkostningerne til design, udvikling og test af genomer af en tusind gange i løbet af de næste ti år. “Vi står over for alle slags problemer, som en art, og biologi i høj grad kan hjælpe os på denne planet,” siger han. “Men kun hvis vi kan reducere omkostningerne”.
Bottom-up
En videnskabsmand ved navn Ronald Davis fra Stanford, først foreslog muligheden for syntese af genomet af gær på konferencen i 2004. Men på det tidspunkt, den Anden kunne ikke se pointen. “Hvorfor ville nogen har brug for det at gøre?” tænkte han så.
Men Angriberen kom til den konklusion, at produktion af gær-genomet kan være den bedste måde at forstå kroppen. Udskiftning af hver del, vil du være i stand til at vide, hvilke gener, der er nødvendige, og ingen organisme kan leve. Nogle teammedlemmer kalde den idé at bygge “at forstå”.
“Det er en anden måde at forstå, hvordan levende væsener,” siger Leslie Mitchell, hædret arbejdstageren i laboratoriet af NYU og en af de største udviklere af syntetiske gær. “Vi ved, hvad der er huller i vores viden eksisterer, anvender bottom-up-tilgang i genetik”.
Joel Bader, datalogi fra Johns Hopkins Universitet, er ved at udvikle software, der gør det muligt for forskerne at se kromosomerne af gær på skærmen, og spore versioner, da de ændrer sig, ligesom en biologisk Google Docs. I 2008, for at gøre DNA, Angriber startede bachelor-kursus på Universitetet, der kaldes “at Opbygge en genom” (Bygge et Genom). De studerende var nødt til at lære grundlæggende molekylær biologi, indsamling en kontinuerlig bånd på 10.000 breve af DNA, der skulle til at gå i et projekt for at skabe syntetiske gær. Senere, flere institutioner fra Kina sluttede sig til projektet, og dette blev fulgt op af briter, Australiere og Japanere.
“Vi distribuerer kromosomer separate hold, som kapitler i en bog, og de er frie til at beslutte, hvad de skal gøre med dem, men så, at det er 100% i overensstemmelse med vores mål,” sagde Patrick Kay, en syntetisk biolog fra University of Manchester, international projektkoordinator med gær.
De følgende trin
De angriber og hans team tog otte år, at de endelig kunne præsentere deres første helt kunstigt kromosom gær. Siden da har projektet fremskyndes. I Marts sidste år, fem syntetiske gær kromosomer har været beskrevet i de papirer, i Videnskab, og Angriberen har erklæret, at alle 16 kromosomer er i øjeblikket fastsat til 80 procent. Disse bestræbelser har været med til at indsamle den største mængde af genetisk materiale, der nogensinde er syntetiseret, og derefter kombineret.
Hjulpet af det faktum, at gær-genomet har vist sig at være ekstremt modstandsdygtig over for de visioner og udvikling af team. “Formentlig den største gennembrud er, at du kan tortur genomet, som hvad som helst, og gæren vil bare grine af,” siger Angriberen.
De angriber og hans kolleger har ikke blot erstattet de naturlige genom af syntetiske gær. “Bare for at gøre en kopi, det ville være dumt,” siger Kirken. I DNA af denne organisme, de har også sat molekylær-områder, som usynlige huller i stål ringe af en tryllekunstner. Det gjorde dem i stand til at blande kromosomerne af gær”, som et spil kort,” siger Kai. Dette system er nu kendt som SCRaMbLE (syntetisk kromosom rekombination og ændring af LoxP-medieret evolution).
Resultatet er high-speed udvikling, der gennemføres af menneskelige kræfter: millioner af nye gær stammer med forskellige egenskaber kan blive testet i et laboratorium for at finde en anvendelse for dem i medicin og industri. Mitchell forudsiger, at Sc2.0 til sidst vil erstatte alle andre gær i videnskabelige laboratorier.
Den ultimative arv af projektet Angriber kan afgøre, hvilken gen til at syntetisere næste. Gruppe GP-skrive var oprindeligt antaget, at oprettelsen af et syntetisk menneskelige genom kan blive en “stor udfordring.” Men nogle af bioetik afhørt og grundigt kritiseret planen. Den angriber understregede, at gruppen “ikke vil gøre det projekt, der tager sigte på skabelsen af menneskelige med en syntetisk genom.” Der er ingen design-mennesker.
Men hvis vi ignorerer de etiske overvejelser, syntese af den fuldstændige menneskelige genom, der er 250 gange større end genom af gær, upraktisk ved hjælp af moderne metoder. Også sådanne bestræbelser ikke modtager støtte. Arbejde Smart med gær, var finansieret af National science Foundation og akademiske institutioner, men den store initiativ GP-skrivning mislykkedes at tiltrække betydelige støtte ud over den første donation på $ 250.000 fra software-selskab Autodesk. Sammenlign dette med det Humane Genom-Projekt, som har modtaget over 3 milliarder US-dollars i tilskud.
“Denne revolution, som vi ikke ønsker at sove,” siger Kirken. “Hvis den Føderale regering og alle 50 Stater vil ikke ønsker at gøre dette, vi vil høste, hvad man sår. Vi vil blive tilbage.”
I mellemtiden fortsætter arbejdet, som base for base. Blandt magasin dækker og gruppe fotos Smart holder tilbud på døren til hans kontor, som blev tilskrevet genetik Theodosius Dobzhansky: “Intet i biologien giver mening undtagen i lyset af evolution.” Uanset hvor Grand, var det projekt, Sc2.0 – selv om det vil føre til syntese af genomet af musen eller oprettelsen af svin til organtransplantation for at mennesker – det er folk, som vil guide denne udvikling i den rigtige retning. Sc2.0 kan være den anden mest vigtige resultat, som førte til gær. Efter en øl.
Vi i fremtiden ikke kommer til at redigere genom. Vi vil skabe en ny
Ilya Hel