Vi i fremtiden ikke kommer til å redigere genom. Vi vil opprette en ny

Siden da, som Sumerians for første gang ønsket å drikke øl, og det var tusenvis av år siden, Homo sapiens hadde nære relasjoner med Sacharomyces cerevisae, encellet sopp som er kjent som gjær. På grunn av gjæring at folk kan bruke denne mikroskopiske vise til egne formål. I våre dager, gjær celler produserer etanol og insulin, de gjøre eksperimenter i laboratorier.

Dette betyr ikke at S. cerevisiae kan ikke lenger bli bedre – i alle fall i henhold til Jeff Smart. Direktør for Institute of genetisk systemer ved new York University, Spiss ledet den internasjonale team av hundrevis av mennesker hvis jobb det er å syntetisere 12,5 millioner genetiske bokstavene som utgjør genom av gjærceller.

I praksis betyr dette at den gradvis utskifting av hvert kromosom av gjær – og de av 16 kjemisk syntetiserte DNA. Spissen og hans kolleger nesten ti institusjoner demontert gjær genom og tillate forskere å blande sine gener i sitt eget skjønn. Til slutt, syntetiske gjær Sc2.0 – konfigurerer helt.

"i løpet av de neste 10 årene, syntetisk biologi vil produsere alle typer forbindelser og materialer med mikroorganismer, sier Spissen. "Vi håper at våre gjær vil spille en stor rolle i dette".

Tenk om dette prosjektet som noe som den første bilen av Henry Ford, satt sammen for hånd, og en av et slag. En dag, men vi vil være helt normalt å designe genomer på en dataskjerm. Snarere enn å utvikle eller til og med redigere DNA til en organisme, det ville være lettere å bare skrive ut en ny kopi. Tenk deg en designer alger som produserer drivstoff; en ufeilbarlig autoritet; oppstandne utdødde arter.

"jeg Tror det kan være større enn det som er plass eller datamaskinen revolusjon," sier George Church, studere genom ved Harvard school of medicine.

Tidligere har forskere syntetisk genetisk instruksjoner som styrer virus og bakterier. Men gjær eukaryote celler, som er, holder sine genomer i cellekjernen og binder sine kromosomer som mennesker. Deres genomer er også mye mer.

Dette er et problem fordi å syntetisere DNA er ikke så billig som å beskrive. I dag er den menneskelige genom kan bli sekvensert for $ 1,000, og prisen er stadig fallende. Men å erstatte hver bokstav i DNA i gjær, Spissen må 1,25 millioner dollar. Legge kostnadene på arbeidskraft og beregning av de totale utgiftene til prosjektet.

Sammen med Kirken og andre Spissen dro GP-skrive, organisasjonen som serverer for internasjonale studier, som skal redusere kostnadene for design, utvikling og testing av genomet til tusen ganger i løpet av de neste ti årene. "Vi møter alle slags problemer som arter, og biologi i stor grad kan hjelpe oss på denne planeten, sier han. "Men bare hvis vi vil redusere kostnader".

«Nedenfra-og-opp»

En Forsker ved navn Ronald Davis fra Stanford, som først foreslo muligheten for syntese av genom av gjær på konferansen i 2004. Men, på den tiden Spissen fikk ikke se poenget. "Hvorfor noen skulle trenge det å gjøre?" — så tenkte han så.

Men Spissen kom til den konklusjon at produksjonen av en gjær genom kan være den beste måten å forstå kroppen. Bytte ut hver del, vil du være i stand til å vite hvilke gener som er nødvendig, og ingen organisme kan leve. Noen team-medlemmer ring ideen "bygge for å forstå".

"Det er en annen måte å forstå hvordan levende vesener, sier Leslie Mitchell, den ære arbeiderens av laboratoriet på NYU, og en av de viktigste utviklerne av syntetiske gjær. "Vi vet hva hull i vår kunnskap finnes, å anvende tilnærmingen «nedenfra-og-opp» i genetikk".

Joel Bader, informatikk fra Johns Hopkins University, er å utvikle programvare som tillater forskere å se kromosomene i gjær på skjermen og spore versjoner som de endres, som en biologisk Google Dokumenter. I 2008, for å gjøre DNA, Spiss startet på lavere grads studium ved Universitetet kalt "Bygge et genom" (Bygge et Genom). Elevene måtte lære grunnleggende molekylær biologi, samle en kontinuerlig sløyfe på 10 000 brev av DNA som var ment å gå inn i et prosjekt for å lage syntetiske gjær. Senere, flere institusjoner fra Kina sluttet seg til prosjektet, og dette ble fulgt av Briter, Nordmenn og Japanere.

"Vi distribuere kromosomer separate lag, som kapitler i en bok, og de står fritt til å avgjøre hva du skal gjøre med dem, men slik at det er 100% i tråd med våre målsettinger," sa Patrick Kay, en syntetisk biolog fra Universitetet i Manchester, internasjonal koordinator med gjær.

Neste trinn

The Striker og teamet hans tok åtte år, at de endelig kunne presentere sin første helt kunstige kromosomet gjær. Siden da, prosjektet har akselerert. I Mars i fjor, fem syntetiske gjær kromosomer har blitt beskrevet i avisene i Vitenskap, og Spissen har uttalt at alle 16 kromosomer er foreløpig satt til 80 prosent. Disse tiltakene har bidratt til å samle den største mengden av genetiske materialet som noensinne er syntetisert, og da kombinert.

Hjulpet av det faktum at gjær genom har vist seg å være ekstremt motstandsdyktig mot de visjoner og utvikling av team. "Sannsynligvis det største gjennombruddet er at du kan tortur genom som noe, og gjær vil bare le av," sa Spiss.

Spissen og hans kolleger har ikke bare byttet ut det naturlige genom-av syntetiske gjær. "Bare for å gjøre en kopi ville det være dumt, sier Kirken. IAv organismens DNA-de har også plassert molekylær områder, som usynlig hull i stål ringer av en magiker. Dette tillot dem å blande kromosomer av gjær "som en kortstokk, sier Kai. Dette systemet er nå kjent som SCRaMbLE (syntetisk kromosom rekombinasjon og endring av LoxP-mediert utvikling).

Resultatet er en high-speed utvikling utført ved menneskelige krefter: millioner av nye gjær stammer med ulike egenskaper kan bli testet på et laboratorium for å finne en bruk for dem i medisin og industri. Mitchell spår at Sc2.0 vil etter hvert erstatte alle andre gjær i vitenskapelige laboratorier.

Den ultimate arv av prosjektet Spiss kan være med å bestemme hvilke gen til å syntetisere neste. Gruppe GP-skriv inn ble opprinnelig antatt at etableringen av et syntetisk menneskelige genom kan bli en "Grand challenge." Men noen av bioethics avhørt og grundig kritisert planen. Spissen understreket at gruppen "ikke vil gjøre prosjektet tar sikte på etableringen av menneskelig med en syntetisk genom." Det er ingen design personer.

Men hvis vi sette til side etiske hensyn, syntese av hele det menneskelige genom, som er 250 ganger større enn genom av gjær, upraktisk ved hjelp av moderne metoder. Også slike tiltak ikke får finansiering. Jobb Smart med gjær ble finansiert av National science Foundation og akademiske institusjoner, men Grand initiativ GP-skriving mislyktes for å tiltrekke seg betydelig støtte utover det første donasjon på $ 250.000 fra software selskap Autodesk. Sammenligne dette med det Humane Genom-Prosjektet, som har mottatt over 3 milliarder AMERIKANSKE dollar i finansiering.

"Denne revolusjonen, som vi ikke ønsker å sove, sier Kirken. "Hvis den Føderale regjeringen og alle de 50 Statene i usa vil ikke ønske å gjøre dette, vil vi høster hva vi sår. Vi vil holde seg bak."

I mellomtiden, arbeidet fortsetter, base til base. Blant magasinet dekker og gruppe bilder-Etuiet holder tilbud på døren til kontoret hans, som var knyttet til genetikk av Theodosius Dobzhansky: "Ingenting i biologi er fornuftig, bortsett fra i lys av evolusjon." Uansett hvor Grand, ble prosjektet Sc2.0 – selv om det ville føre til syntese av genom av musen eller etablering av griser for organtransplantasjoner til folk – det er folk som vil lede denne utviklingen i riktig retning. Sc2.0 kan være den nest mest viktige resultater, noe som førte til gjær. Etter en øl.