Ученые создали синтетическую бактерию с максимально короткой ДНК

Молекулярные биологи из США представили новую версию синтетической бактерии-"синтии", геном которой они смогли укоротить до рекордных значений – он содержит в себе всего 473 гена, или 531 тысячу генетических "букв"-нуклеотидов.

Молекулярные биологи из США представили новую версию синтетической бактерии-"синтии", геном которой они смогли укоротить до рекордных значений – он содержит в себе всего 473 гена, или 531 тысячу генетических "букв"-нуклеотидов, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Под словом "синтетическая жизнь" ученые обычно понимают рукотворный химический и биологический аналог живой клетки. Такой организм ничем не будет отличаться по своему устройству от существующих сегодня микробов. Первая попытка создать такой организм была предпринята в 2010 году. Известный американский биолог-предприниматель Крэйг Вентер (Craig Venter) представил миру "синтию", искусственную бактерию, копию микроба Mycoplasma mycoides.

"Синтия" не была полноценным представителем синтетической жизни – по сути Вентер и его коллеги создали не всю бактерию, а лишь ее хромосому, которую они вставили внутрь клетки другого микроба, откуда был удален весь генетический материал. По этой причине, а также из-за попыток Вентера добавить "копирайты" в ДНК, многие ученые отказываются признать "синтию" синтетической бактерией.

В своей новой работе Вентер и его коллеги поставили перед собой более амбициозную задачу – они создали не копию, а принципиально новый организм, хотя и основанный на "исходном коде" Mycoplasma mycoides, содержащий в себе минимальный набор генов, позволяющий бактерии нормально функционировать.

Биологи впервые пересадили бактерии искусственный геном
Изначально, как рассказывает Вентер, попытка создать такого микроба, которую осуществляли сразу две команды генетиков под его руководством, провалилась.

Генетикам не удалось собрать жизнеспособную хромосому из тех критически важных генов, о которых мы уже знаем, что ознаменовало собой наличие целого ряда пока неизвестных нам участков ДНК, жизненно необходимых для работы организма микробов.

По этой причине группе Вентера пришлось пойти путем проб и ошибок, медленно удаляя те или иные гены и наблюдая за тем, не потеряла ли бактерия жизнеспособность. Постепенно они сократили геном "синтии", содержащий в себе чуть больше 900 генов, до небольшого набора из 473 генов, удаление каждого их которых ведет к смерти микроба.

После этого ученые "переставили" гены таким образом, чтобы связанные друг с другом участки располагались друг с другом, что позволило им сократить длину генома до 531 тысячи нуклеотидов. Это примерно на 70 тысяч "букв" меньше, чем длина генома бактерии Mycoplasma genitalium, обладающей самой коротким геномом на Земле среди всех живых существ.

К большому удивлению ученых, солидная доля генов – примерно 149 из них – никогда не была изучена ранее и функция и роль в работе организма пока не ясна. В ближайшее время Вентер и его коллеги попытаются выяснить, какие задачи они решают и можно ли их удалить без вреда для организма, если модифицировать работу клетки каким-то образом.

Как отмечают ученые, сама "синтия-3.0" может быть интересна другим молекулярным биологам в качестве платформы для изучения роли и работы других генов, не обязательных для выживания микробов.

Бактерия-убийца угрожает пляжам Средиземноморья и США
Выведенная транснациональными корпорациями «Синтия» может уничтожить всё живое в Америке и Старом Свете.

Что нужно обязательно сделать с вещами покойника а то быть беде. В ближайшее время планета может столкнуться с вызовом, сродни тем, что описаны в фантастических книгах об апокалипсисе. Как сообщает британская The Guardian, первая синтетическая бактерия «Синтия», созданная для борьбы с нефтяным загрязнением в Мексиканском заливе, начала нападать на животных и людей. Сейчас опасный микроорганизм на пути в Европу.

История берет начало 20 апреля 2010 года, когда на нефтяной платформе British Petroleum произошел взрыв. За полгода, что устраняли последствия аварии, в море попало не менее пяти миллионов баррелей нефти. Пятно заняло площадь около 100 тысяч квадратных километров. В качестве компенсации за экологический ущерб, потери рыболовам и туристическим фирмам British Petroleum выплатила по многочисленным искам почти 27 миллиардов долларов.

Видимо, огромные финансовые потери и заставили компанию задуматься о нетрадиционных средствах борьбы с загрязнением. В американском институте Дж. Крэйга Вентера двадцать ученых во главе с лауреатом Нобелевской премии Хемильтоном Смитом смогли получить так называемый «минимальный бактериальный геном». В отличие от всех живых существ на Земле, Mycoplasma laboratorium (прозванная «Синтией») не содержит природной ДНК.

«Синтия» проявила удивительную прыть.

Вначале нефтяные пятна уменьшались, но вскоре бактерия мутировала и переключилась на живые организмы. Стали выявляться странные случаи. В Арканзасе погибли более пяти тысяч птиц, затем — косяк рыб численностью свыше 100 тысяч голов у побережья Северной Луизианы. При этом заболели 128 работников British Petroleum, участвовавших в ликвидации аварии. По некоторым сведениям, им запретили обращаться за помощью в общественные больницы.

Дальше обстановка стала только ухудшаться. По данным CDC (центров по контролю и профилактике заболеваний США) в 2014 году из-за бактерии заболели 97 человек, 27 из них скончались.

Заразиться можно двумя способами. Первый — через рану, даже самую малую, второй — через сырые морепродукты. После того, как микроб оказывается в организме, он проникает в слой между мышцами и кожей. Бактерия вырабатывает токсин, который разрушает живую ткань.

Как сообщают СМИ, один техасец лишь намочил ноги, но уже через несколько часов врачи думали об ампутации конечностей. Первые признаки заболевания у человека — сыпь, волдыри, тошнота и диарея. Смерть может наступить в течение двух суток с момента попадания бактерии в организм.

Не исключено, что власти Соединенных Штатов скрывают от людей масштаб катастрофы. Но по данным Университета федерального округа Колумбия, около 40 процентов жителей прибрежных районов у Мексиканского залива за последние годы получили серьезные болезни кожи и дыхательных путей.

Как говорят результаты исследований, колонии опасных бактерий уже достигли Гольфстрима, а это — прямой путь в Европу. И никто сегодня не даст гарантии, что «Синтия» не проникнет в Средиземное море. Ведь она может переноситься даже дождевыми облаками. А это значительно увеличивает возможную географию распространения эпидемии.

Это значит, что о знаменитых пляжах Лазурного берега во Франции, Каталонии, итальянской Лигурии, а то и Греции с Турцией можно будет забыть. Микроскопическая «Синтия» проглотит турбизнес всей Южной Европы.

Среди пострадавших могут оказаться и крупные города на восточном побережье США, включая Вашингтон, Нью-Йорк, Бостон, Майями, Ричмонд. Ведь Гольфстрим протекает в непосредственной близости от них.

Известно, что «Синтия» очень быстро размножается, самовоспроизводится в зараженных ею клетках, и на нее не действуют антибиотики.

Пока в прессе обсуждают создаваемое в специальных лабораториях бактериологическое оружие, реальную беду может принести микроб, созданный изначально с благими целями. Хотя неизвестно, что хуже: злой умысел или результат скупости транснациональных компаний.

— На мой взгляд, рассказы про опасность бактерии «Синтия» все же обычный блеф, — говорит эксперт по биологической безопасности, автор книги «Биологическая война» Михаил Супотницкий.

— Основная проблема для человечества сегодня это ВИЧ/СПИД-пандемия. Нет пока никакой достоверной статистики, сколько пострадало от новой бактерии. Нужны данные, сколько, когда, при каких обстоятельствах заболело людей. Конечно, вся история выглядит страшно, можно порассуждать о биологических угрозах на страницах прессы. Но основная проблема — ВИЧ. Вот сообщается о 97 заболевших из-за новой бактерии. Но на планете живет свыше семи миллиардов человек. Как видим, проблема не столь острая, как можно это представить.

Пока мы имеем выхваченную из контекста информацию. Скажем, бактерия устойчива к антибиотикам. Но обычно такие организмы малорапространены. Это будут лишь отдельные случаи заболевания. Какого-то бедствия это не представляет.

К такого рода «сенсациям» надо относиться спокойно. Мы помним, сколько было скандалов по поводу болезней. Недавно говорили про сибирскую язву Саддама Хусейна, а потом выяснилось, что никакой угрозы нет, а есть только прямой обман. Потом был птичий грипп, вокруг которого было много шума. Но от него погибло около 300 человек. Затем была эпидемия свиного гриппа, которая на поверку оказалась вымыслом.

Информация должна быть научно подтверждена и обоснована, но и в этом случае она всё равно нуждается в дополнительной проверке.

Кстати, искусственные бактерии не прошли ту природную селекцию, которая существует миллионы лет. Они никогда не дадут опасной цепочки мутаций. Намного опаснее микробы и вирусы, которые прошли эволюцию в течение многих миллионов лет. И среди них на сегодня самый опасный это ВИЧ.

— Лихорадка Эбола — это природная очаговая болезнь, она существует в некоторых районах Африки с низким санитарным уровнем. Ни одной вспышки за пределами Африки не было, только отдельные привезенные случаи заболеваний. А вот говорили об этом очень много. Была природная вспышка, которая потом спала. Исчез очаг, и люди перестали заражаться.

— Вряд ли со случаями заражения людей связаны непосредственно бактерии, которых вывели для борьбы с нефтяными пятнами, — считает заместитель директора Института микробиологии РАН Елизавета Бонч-Осмоловская.

— Вообще, выявить зависимость очень сложно. Скорее всего, вся история — это обычная шумиха, а не реальная угроза человечеству. Да, бактерии могут быть устойчивы к антибиотикам. Но для эпидемии должны быть какие-то условия. Это значит, что вредный микроб должен легко передаваться от одного человека многим людям. Скажем, холера так распространяется с водой. Но даже в старые времена находили способы предотвращать распространение болезни.

Если вывели бактерию для разложения нефти, то должен быть какой-то очень эффективный штамм. Но почему он должен быть патогенным — совершенно непонятно. Пока сообщения не выглядят, как какая-то серьезная информация.

— Такие примеры в истории есть. К примеру, чума и холера приводили к гибели половины человечества, и с этими болезнями справились только около 100−150 лет назад.

— Новые вирусы постоянно появляются. Какие-нибудь существующие давно, но неизвестные до настоящего времени бактерии тоже могут обнаружиться в какой-нибудь отдельной группе людей, а потом уже распространиться. Но вероятность этого мала. Всё-таки наукой много сделано для изучения бактерий.