İlk sentetik bakteri: Yaşam için 473 gen yeterli!
28 Mart 2016
2000 yılında insan kalıtımının (İnsan Genomu) çözülmesinde Craig Venter’in önemli bir katkısı olmuştu. Venter şimdi yeni bir gelişmeye daha imza attı ve şirketinin laboratuvarlarında yalnızca 473 genle yaşayabilen yapay bir bakteri üretildi. Yeni bakteri bu açıdan “minimalist yaşam” alanında bir dünya rekoru kırmış oldu.
Yaşam cetvelinin diğer ucunda ise Paris japonica bitkisi var. Zambak ailesinden olan bitkinin kalıtımı insanınkine kıyasla aşağı yukarı 50 misli büyük. Ve yaklaşık olarak 22.000 genden oluşuyor. Doğal canlılar arasında “minimalist yaşam” rekoru, 525 gen ile Mycoplasma genitalium bakterisindedir.
İşte Venter ile çalışan ekip tarafından üretilen “Syn 3.0” şimdi bu bakterinin rekorunu kırdı. Adından da anlaşıldığı gibi Syn 3.0 yapay olarak üretilen ilk canlı değil. Venter ile çalışan araştırmacılar 2010 yılında bir bakterinin tek bir kalıtım parçasını üretmişlerdi. Syn 1.0 olarak isimlendirilen bu hücre sadece üzerinde depolanmış maddeleri üretiyordu.
Son araştırmadaki soru ise şuydu: Yapay bir bakterinin yaşayabilmesi ve bölünebilmesi için Syn 1.0’deki kaç gen yeterli olabilir? İlk deneyde araştırmacılar kalıtım hakkındaki tüm bilgilerden yararlanarak, masa başında bu tür bir minimal organizma tasarlamaya çalıştılarsa da başarılı olamamışlar. Halihazırdaki biyoloji bilgimiz yaşayan bir organizmayı tasarlayıp, üretmek için yeterli olmadı. Başarıya giden yol “deneme” ve “ hata” diyor Venter.
Uzmanlar Syn 1.0’ın 901 genden oluşan kalıtımını sekiz parçaya ayırdıktan sonra genleri ayırmış ve sonuçları Mycoplasma capricolum bakterisine aktarmışlar. Neredeyse tüm vakalarda hiçbir sonuca ulaşılmamış. Minimal DNA’lı yapay hücreler hayatta kalamamış. Ancak birkaç denemeden sonra araştırmacılar nihayet Syn 3.0 olarak isimlendirdikleri varyanta ulaşabilmişler.
Yapay bakterinin kalıtımı yarı yarıya küçük olmasına rağmen, neredeyse yaşam için gerekli tüm işlevlere sahip. Gerçi bakteride protein maddeleri üreten genlerin hemen hemen hepsi eksik ama bilgi aktarımı ve ekspresyon için gerekli genlerin çoğu var. Bununla birlikte 473 genin tam olarak neleri yerine getirdiklerini Venter’ın ekibi henüz söyleyemiyor. Genlerin üçte birinin işlevi bilinmiyor.
Bu sorun bundan sonraki çalışmalarla çözülmeye çalışılacak. Minimal genli organizmalarla araştırmanın daha kolay olması nedeniyle (örneğin bazı yeni genler ilave edilerek nelerin yaşandığı izlenip, işlevleri öğrenilebilir) araştırmacılar önemli bir buluş yaptıklarına inanıyorlar.
(Kaynak: http://science.sciencemag.org/content/351/6280/aad6253)
Nilgün Özbaşaran Dede
