سلول مصنوعی – گامی دیگر برای ایجاد زندگی مصنوعی؟

محقق کریگ ونتر ، محقق ژنوم ، با سنتز ژنوم کامل یک باکتری و استفاده از آن برای کنترل سلول ، در تلاش خود برای ایجاد زندگی مصنوعی گام های دیگری برداشته است. دکتر. ونتر نتیجه را فراخوانی می کند “سلول مصنوعی”و تحقیقات خود را به عنوان یک دستاورد قابل توجه ارائه می دهد که زمینه ایجاد میکروب های مفید برای تولید محصولاتی مانند واکسن و سوخت های زیستی را فراهم می کند.

در کنفرانس مطبوعاتی دکتر ونتر سلول مصنوعی را اولین گونه خودتنظیم کننده سیاره ما توصیف کرد که والد آن کامپیوتر است. وی با بیان اینکه این سلول مصنوعی س questionsالات جدیدی راجع به ماهیت زندگی ایجاد می کند ، گفت: “این پیشرفت فلسفی است ، همانطور که پیشرفت فنی است.” دانشمندان دیگر اتفاق نظر دارند که وی در سنتز قطعه بزرگی از DNA با طول یک میلیون ژن ، به اندازه کافی دقیق برای جایگزینی DNA در سلول اصلی ، به موفقیت فنی دست یافته است. برخی دانشمندان این رویکرد را تصور نادرستی می دانند زیرا سالها طول می کشد تا ارگانیسم های جدیدی طراحی شود ، تاکنون فقط پیشرفتی در جهت تولید سوخت های زیستی با روش های متداول مهندسی ژنتیک حاصل شده است ، که در آن فقط چند ژن به طور همزمان در موجودات موجود (باکتری) تغییر می کنند. . داستان به وضوح نشان می دهد که موارد بسیار مهمی وجود دارد که ونتر هنوز آنها را انجام نداده است.

هدف دکتر ونترا قرار است با سنتز DNA آن در آزمایشگاه و سپس با طراحی ژنوم جدید ، عاری از بسیاری از عملکردهای اصلی و مجهز به ژن های جدید که تولید محصولات مفید را در اختیار دارند ، به کنترل کامل ژنوم باکتری دست یابد. جرالد جویس ، زیست شناس در انستیتوی تحقیقات اسکریپس در لا ژولا ، کالیفرنیا گفت: “بسیار دشوار است که بتوانید هر حرف را در ژنوم بازسازی و تولید کنید ، زیرا این بدان معنی است که می توانید آن را در ژن های مختلف قرار دهید.”

در پاسخ به این گزارش علمی ، پرزیدنت اوباما از کمیسیون اخلاق زیستی کاخ سفید خواست که در مدت شش ماه مطالعه درباره مشکلات مطرح شده توسط زیست شناسی مصنوعی را به اتمام برساند و یافته های خود را به آن گزارش دهد. وی گفت که توسعه جدید نگران کننده واقعی است ، اما توضیح بیشتری در این باره نداد. سه سال پیش ، دکتر ونتر اولین قدم را برای رسیدن به این هدف برداشت و پیشنهاد کرد که DNA طبیعی یک باکتری می تواند در باکتری دیگر وارد شود و سلول میزبان را تحت کنترل خود درآورد. سال گذشته ، تیم او بخشی از DNA را با ۱,۰۸۰٫۰۰۰،XNUMX،XNUMX باز – واحدهای شیمیایی DNA را سنتز کردند.

در مرحله آخر ، تیمی به سرپرستی دانیل جی. گیبسون ، همیلتون او. اسمیت و دکتر ونتر ، در ارتباطی از علم ، که DNA مصنوعی سلول باکتریایی و همچنین DNA بومی آن را در اختیار می گیرد ، سپس سلول به جای DNA طبیعی خودش پروتئین هایی را که با اطلاعات ژنتیکی DNA جدید مشخص شده اند تولید می کند. این تیم توالی DNA 1000 واحدی را از Blue Heron ، یک شرکت متخصص در سنتز DNA ، سفارش داده و تکنیکی را برای جمع آوری مقاطع کوتاهتر از ژنوم کامل توسعه داده اند. هزینه این پروژه ۴۰ میلیون دلار بود .

باکتریهایی که توسط گروه Dr. با این حال ، فن ها برای تولید سوخت های زیستی نامناسب هستند. دکتر. ونتر گفت که او روی ایجاد موجودات مختلف تمرکز خواهد کرد. Genomics سنتتیک برای تولید سوخت های زیستی از جلبک ها با اکسون قرارداد دارد. اگزون در صورت تحقق کلیه شرایط خود آماده است تا ۶۰۰ میلیون دلار هزینه کند. دکتر. ونتر گفت که سعی خواهد کرد یک ژنوم کامل جلبکی ایجاد کند تا بتوانیم ۵۰ تا ۶۰ پارامتر مختلف برای رشد آنها تغییر دهیم و ارگانیسم های فوق تولیدی برای تولید سوخت ایجاد کنیم. دکتر ونتر در سفرهای قایقرانی خود در سراسر جهان ، DNA بسیاری از میکروارگانیسم ها را در آب دریا تجزیه و تحلیل کرد و هم اکنون کتابخانه ای در حدود ۴۰ میلیون ژن دارد که بیشتر از جلبک ها گرفته شده است. این ژن ها منبعی برای اطمینان از تولید جلبک های محبوس شده مواد شیمیایی مفید خواهند بود.

دیوید بالتیمور ، متخصص ژنتیک کالتک گفت: “به نظر من ، کریگ ونتر اهمیت این واقعیت را بیش از حد ارزیابی می کند.” وی نتیجه را به جای دستیابی به موفقیت علمی ، “قطعه هوسار” توصیف کرد. دکتر بالتیمور گفت: “او زندگی را خلق نکرد ، فقط از آن تقلید کرد.” دکتر. جورج چرچ ، محقق ژنوم در دانشکده پزشکی هاروارد گفت ، ونترا لزوماً راهی برای تولید میکروارگانیسم های مفید نیست. لروی هود از انستیتوی زیست شناسی سیستل سیاتل این گزارش را دکتر نامید. ونترا درخشان به نظر می رسید ، اما او گفت ما باید ابتدا ژن ها و شبکه های سطح پایین را درک کنیم قبل از اینکه بخواهیم کل موجودات را از ابتدا طراحی کنیم.

در سال ۲۰۰۲ ، اکارد ویمر از دانشگاه ایالتی نیویورک ژنوم ویروس فلج اطفال را در استونی بروک سنتز کرد. وی با استفاده از این ژنوم ویروسی زنده ایجاد کرد که موش را آلوده و از بین می برد. کار دکتر دریچه موجود بر روی باکتریها اساساً مشابه این است ، با این تفاوت که ژنوم ویروس فلج اطفال فقط ۷ واحد دارد و ژنوم باکتریها بیش از ۵۰۰ برابر بیشتر است.

گروه محیط زیست “دوستان زمین” ژنوم مصنوعی را به عنوان یک فن آوری جدید خطرناک محکوم کرد و گفت که ونتر باید تمام تحقیقات بعدی را متوقف کند تا مقررات ایمنی کافی لازم باشد. ژنوم سنتز شده Dr. ونترا از یک باکتری طبیعی کپی شده و بزها را آلوده می کند. ونتر گفت که او ۱۴ ژن را انتخاب کرده است که می تواند بیماری زا باشد قبل از کپی کردن DNA ، بنابراین باکتری جدید ، حتی اگر از بین برود ، احتمالاً به بزها آسیب نمی رساند.

بیانات دکتر ونترا ، با ایجاد یک سلول مصنوعی ، افرادی را نگران می کند که فکر می کنند این بدان معنی است که او شکل جدیدی از زندگی یا سلول مصنوعی ایجاد کرده است.

دکتر جویس از اسکریپس گفت: “البته این درست نیست ، زیرا ماده اولیه آن یک شکل بیولوژیکی از زندگی است.” دکتر. ونتر فقط DNA را از یک نوع باکتری کپی کرده .

طبق مشخصات رمزگذاری شده در ساختار DNA وارد شده ، کلیه پروتئین ها و اندامک های موجود در سلول به اصطلاح مصنوعی را تولید می کند. جیم کالینز ، مهندس بیوتکنولوژی در دانشگاه بوستون ، گفت: “من می ترسم برخی از مردم نتیجه بگیرند که ونتر شکل جدیدی از زندگی را ایجاد کرده است.” “آنچه او ایجاد کرد ارگانیسم با ژنوم طبیعی سنتز شده است. با این حال ، این به معنای ایجاد زندگی از ابتدا یا ایجاد یک شکل زندگی جدید نیست”.