I framtiden kommer vi inte att ändra arvsmassan. Vi kommer att skapa en ny

Sedan dess, liksom Sumererna för första gången ville dricka öl, och det var för tusentals år sedan, Homo sapiens hade nära relationer med Sacharomyces cerevisae, encelliga svampar känd som jäst. På grund av den jäsning som folk kan använda denna mikroskopiska visa för sina egna syften. I våra dagar, jäst celler att producera etanol och insulin, de gör experiment i laboratorier.

Detta betyder inte att S. cerevisiae kan inte längre vara bättre – i alla fall enligt Jeff Smart. Direktör för Institutet för genetiska system vid new York University, Anfallaren har lett det internationella team av hundratals människor vars jobb det är att syntetisera 12,5 miljoner genetiska bokstäver som utgör arvsmassan hos jästceller.

I praktiken innebär det gradvis ersätts av varje kromosom av jäst – och de 16 kemiskt syntetiserade DNA. Anfallaren och hans kolleger nästan tio institutioner ner jästen genomet och tillåta forskarna att blanda sina gener att efter eget gottfinnande. I slutändan, syntetiska jäst Sc2.0 – konfigureras helt och hållet.

"under de kommande 10 åren, syntetisk biologi kommer att producera alla typer av föreningar och material med mikroorganismer, säger Anfallaren. "Vi hoppas att våra jäst kommer att spela en stor roll i detta."

Tänk om det här projektet som något som den första bilen av Henry Ford, sammansatta för hand och en av ett slag. En dag, men vi kommer att vara helt normalt att utforma arvsmassan på en datorskärm. Snarare än att utveckla eller till och med redigera DNA i en organism, som det skulle vara lättare att bara skriva ut en ny kopia. Föreställ dig en designer alger som producerar bränsle; en ofelbar auktoritet; uppståndne utdöda arter.

"jag Tror att det kan vara större än det utrymme eller datorn revolution", säger George Kyrkan, att studera genomet vid Harvard school of medicine.

Tidigare forskare har syntetiskt genetiska instruktioner som styr virus och bakterier. Men jäst eukaryota celler, som är, att hålla sin arvsmassa i cellkärnan och binder sina kromosomer som människor. Deras arvsmassa är också mycket mer.

Detta är ett problem eftersom att syntetisera DNA är inte så billiga som att beskriva. Idag den mänskliga arvsmassan kan vara ordnat för $ 1.000, och priset är ständigt falla. Men för att ersätta varje bokstav i DNA-jäst, Anfallaren kommer att behöva 1,25 miljoner dollar. Lägg till kostnaden för arbetskraft och beräkning till den totala kostnaden för projektet.

Tillsammans med Kyrkan och andra Anfallaren på väg GP-skriva, organisation att verka i internationella studier, vilket bör minska kostnaden för design, utveckling och testning av arvsmassan hos en tusen gånger under de kommande tio åren. "Vi kan möta alla typer av problem som en art, och biologi i hög grad kan hjälpa oss på den här planeten, säger han. "Men bara om vi kommer att minska kostnaderna".

«, Bottom-up»

En Forskare vid namn Ronald Davis från Stanford, först föreslagna möjligheten för syntes av genomet av jäst vid konferensen 2004. Men på den tiden Anfallaren inte se den punkten. "Varför någon skulle behöva det att göra?" — så tänkte han sedan.

Men Anfallaren kom till slutsatsen att produktionen av en jäst genomet kan vara det bästa sättet att förstå kroppen. Ersättning varje del, kommer du att kunna veta vilka gener som är nödvändiga, och ingen organism kan leva. Vissa gruppmedlemmar samtal tanken "att bygga för att förstå".

"Det är ett annat sätt att förstå hur levande varelser, säger Leslie Mitchell, hedrade arbetstagare av laboratoriet för NYU och en av de främsta utvecklarna av syntetiska jäst. "Vi vet vad vi brister i vår kunskap finns, tillämpa den metod «, bottom-up» i genetik".

Joel Bader, datavetenskap från Johns Hopkins University, är att utveckla programvara som gör det möjligt för forskare att se kromosomer av jäst på skärmen och spåra versioner när de förändras, som en biologisk Google Docs. Under 2008, för att göra DNA, Anfallaren startade kurs på Universitetet som heter "Bygga en genome" (Bygga en Genomet). Eleverna hade möjlighet att lära sig grundläggande molekylärbiologi, samla ett kontinuerligt band av 10 000 brev av DNA som var tänkt att gå i ett projekt för att skapa syntetiska jäst. Senare, flera institutioner från Kina gick med i projektet, och denna följdes av den Brittiska, Australierna och Japanska.

"Vi distribuerar kromosomerna olika lag, som kapitlen i en bok, och de är fria att bestämma vad du ska göra med dem, men så att det är 100% i linje med våra mål", sade Patrick Kay, en syntetisk biolog från University of Manchester, internationell projektkoordinator med jäst.

Nästa steg

Anfallaren och hans team tog åtta år, så att de äntligen kan presentera sina första helt konstgjord kromosom jäst. Sedan dess har projektet snabbare. I Mars förra året, fem syntetiska jäst kromosomer har beskrivits i tidningarna i Vetenskap, och Anfallaren har sagt att alla 16-kromosomer är för närvarande satt till 80 procent. Dessa insatser har bidragit till att samla in den största mängden genetiskt material som någonsin syntetiseras, och kombineras sedan.

Hjälpta av det faktum att jästen arvsmassa har visat sig vara extremt resistenta mot visioner och utveckling av team. "Förmodligen den största genombrott är att du kan tortyr genomet som helst, och jästen kommer bara att skratta", säger Anfallaren.

Anfallaren och hans kollegor har inte bara ersatt den naturliga genomet av syntetiska jäst. "Bara att göra en kopia om det skulle vara dumt, säger Kyrkan. IAv organismens DNA de har också placerat molekylär utrymmen, som osynliga hål i stål ringar av en trollkarl. Detta tillät dem att blanda kromosomer av jäst "som en kortlek, säger Kai. Detta system är nu känd som SCRaMbLE (syntetiska kromosomen rekombination och modifiering av LoxP-medierad evolution).

Resultatet är en snabb utveckling som genomförs av mänskliga krafter: miljontals nya jäst med olika egenskaper som kan testas i ett laboratorium för att hitta en användning för dem i medicin och industri. Mitchell förutspår att Sc2.0 så småningom kommer att ersätta alla andra jästen i vetenskapliga laboratorier.

Den ultimate arv av projektet Anfallaren kan vara att bestämma vilken gen som att syntetisera nästa. Grupp GP-skriva ursprungligen antas att skapa en syntetisk mänskliga genomet skulle kunna bli en "riktig utmaning." Men några av bioetik ifrågasatte och kritiserade grundligt den planen. Anfallaren betonade att gruppen "inte kommer att göra projektet syftar till skapandet av mänsklig med en syntetisk arvsmassa." Det är ingen design människor.

Men om vi lägger undan etiska överväganden, syntes av hela det mänskliga genomet, som är 250 gånger större än genomet av jäst, opraktiskt med moderna metoder. Också sådana insatser inte får finansiering. Arbeta Smart med jäst var finansierad av National science Foundation och akademiska institutioner, men Grand initiativ GP-skriva lyckats locka till sig ett betydande stöd utanför den ursprungliga donation av $ 250 000 från mjukvaruföretaget Autodesk. Detta att jämföra med Human Genome Project, som har fått över 3 miljarder US-dollar i finansiering.

"Denna revolution, som vi inte vill sova," säger Kyrkan. "Om den Federala regeringen och alla 50 Stater inte vill göra detta, vi kommer att skörda vad vi sått. Vi kommer att stanna kvar."

Under tiden fortsätter arbetet, bas för bas. Bland de tidningsomslag och i grupp foton Smart håller offert på dörren till hans kontor, som var hänföras till genetik Theodosius Dobzhansky: "Ingenting i biologi gör mening utom i ljuset av evolutionen." Oavsett hur Grand, var projektet Sc2.0 – även om det skulle leda till syntes av genomet av musen eller skapandet av grisar för transplantationer till människor – det är människor som kommer att styra utvecklingen i rätt riktning. Sc2.0 kan vara den näst viktigaste insats, som ledde till jäst. Efter en öl.