تینا مزدکی_کد ژنتیکی تقریباً برای تمام اشکال حیات روی زمین یکسان و جهانی است. این کد بر پایه ۶۴ «دستورالعمل» مولکولی به نام کدون (Codon) بنا شده که وظیفه ساخت پروتئین‌ها، یعنی مولکول‌های بنیادین حیات، را بر عهده دارند. اما چرا باید چیزی را که میلیاردها سال بدون تغییر باقی مانده، دستکاری کرد؟
یک تیم تحقیقاتی به رهبری جیسون چین، زیست‌شناس دانشگاه آکسفورد، با هدف پاسخ به همین سوال و رفع برخی نقص‌های کد طبیعی، تصمیم به بازنویسی این «دفترچه راهنمای ژنتیکی» گرفته است. آن‌ها پیش از این باکتری به نامSyn۶۱ را با ۶۱ کدون ساخته بودند، اما اکنون با خلق Syn۵۷، که تنها با ۵۷ دستورالعمل ژنتیکی زنده می‌ماند و کار می‌کند، گامی بسیار بزرگتر برداشته‌اند.
چرا بازنویسی کد ژنتیکی اهمیت دارد؟
کد ژنتیکی طبیعی دارای دستورالعمل‌های تکراری و اضافی است. با ساده‌سازی این کد و حذف موارد غیرضروری، می‌توان به قابلیت‌های شگفت‌انگیزی دست یافت؛ یکی از این قابلیت‌ها خلق ارگانیسم‌های ضد ویروس است. ویروس‌ها با تزریق کدهای ژنتیکی خود به سلول میزبان و به دست گرفتن کنترل ماشین‌آلات سلولی، تکثیر می‌شوند. اگر یک ارگانیسم از یک کد ژنتیکی مصنوعی و منحصربه‌فرد استفاده کند که ویروس آن را نمی‌فهمد، ویروس عملاً خلع سلاح شده و نمی‌تواند آن را آلوده کند.
قابلیت دیگر، ساخت پروتئین‌ها و مواد جدید است. با حذف برخی دستورالعمل‌ها، جای خالی آن‌ها را می‌توان برای اهداف جدیدی برنامه‌ریزی کرد؛ مثلاً برای ساخت انواع جدیدی از پروتئین‌ها یا «پلیمرهای پروتئینی» که در طبیعت وجود ندارند. این مولکول‌های جدید می‌توانند در تولید داروها، پلاستیک‌های زیستی و مواد هوشمند کاربرد داشته باشند.
برخلاف روش‌های قدیمی‌تر مانند جهش‌زایی (Mutagenesis) که دقت کمی داشتند، تیم جیسون چین از روش بسیار دقیق «سنتز کامل ژنوم» استفاده کرد. آن‌ها به جای ایجاد یک موجود از صفر، یک ژنوم (کروموزوم مصنوعی) کاملاً جدید را بر روی کامپیوتر طراحی کردند. در این طراحی، دستورالعمل‌های تکراری حذف و بیش از صدهزار تغییر در کد اصلی ایجاد شد. سپس این DNA مصنوعی را در آزمایشگاه ساختند و آن را طی فرآیندی پیچیده، جایگزین ژنوم اصلی باکتری رایج آزمایشگاهی، ای‌کولای، کردند.
یک موجود زنده و کارآمد
باکتری‌های مهندسی‌شده جدید نه تنها زنده ماندند، بلکه پس از ایجاد چند تغییر و بهینه‌سازی، توانستند به خوبی رشد کرده و تکثیر شوند. این موجود جدید که Syn۵۷ نام گرفت، ثابت کرد که حیات می‌تواند با یک «سیستم عامل» ژنتیکی بسیار ساده‌تر از آنچه طبیعت طراحی کرده نیز به کار خود ادامه دهد.
این پژوهش که نتایج آن اخیراً در مجله معتبر Science منتشر شده، تازه آغاز راه است. جیسون چین و تیمش قصد دارند به آزمودن محدودیت‌های ژنوم ادامه دهند. او می‌گوید: «در آینده، ما از این باکتری برای کشف کدهای ژنتیکی فشرده‌تر، مقاومت پیشرفته در برابر ویروس‌ها و ساخت پروتئین‌ها و پلیمرهای جدید استفاده خواهیم کرد.»
این دستاورد بزرگ در زیست‌شناسی مصنوعی، علاوه بر کاربردهای عملی، می‌تواند به ما در درک چگونگی پیدایش حیات بر روی زمین و تکامل کدهای ژنتیکی نیز کمک کند.
منبع: popularmechanics
۵۸۳۲۳
نظر شما