Laboratuvarlarda, sıfırdan tasarlanmış ve inşa edilmiş bir genom ile kompleks bir organizma yaratıldı.
Üç yıl önce ilk sentetik maya kromozomunu oluşturan ekip, mayanın genomunun yaklaşık üçte biri olmak üzere, toplam beş tane daha kromozom ekledi. Bu, kabiliyetlerimizin büyütülmesi ve büyük ölçekli genetik mühendisliğin kapısını açıyor.
Dünya zaten, Synthia adında bakteri olan sentetik bir genom gördü. Bununla birlikte bakteriler, ökaryotlar olarak bilinen maya ve insanlar gibi yüksek organizmalara kıyasla; çok daha küçük ve daha basit genomlara sahiptirler. Ökaryotik bir genomun sentezlenmesi bu nedenle çok daha karmaşık bir sorundur.
2014’te, New York Üniversitesi Langone Tıp Merkezi‘nde Jef Boeke liderliğindeki bir ekip, tek bir maya kromozomu oluşturmayı başardı. Daha sonra, canlı bir maya hücresinin doğal kromozomlarından birinin yerini, bir ökaryotla ilk kez değiştirdiler.
Boeke ekibi, 16 yeni kromozomun sentezini, genetikçilerin ve maya biyologlarının uluslararası bir konsorsiyumuna tanıtmadan önce, bütün maya genomunu düzenledi.
Konsorsiyum, ek bir beş kromozomun tamamlandığını açıkladı. Her biri 30.000 ila 60.000 DNA harfinden toplandı. Araştırmacılar, ekleme yaparken, her bölümün “hata ayıklanmasına” izin vererek, düzenleme işlemi sırasında tekrarlanan yanlışları düzeltti.
Bu dikkatli hata ayıklama sonucunda, yeni sentetik kromozomlara sahip maya hücreleri, toptan değişikliklere rağmen laboratuvar kültürlerinde normal, yabani maya kadar hızlı büyüdüler. Boeke, “Mayaların genomuna ne kadar çok müdahale edilebildiğini ve hala mutlu ve sağlıklı olabileceğini görmek şaşırtıcı” dedi.
Diğer araştırmacılar modifiye mayanın sağlığının dikkat çekici olduğunu söylüyor. California, La Jolla ‘da bir biyoteknoloji şirketi olan Synthetic Genomics‘teki Dan Gibson,”Bunu beş farklı kromozom üzerinde yapabildikleri ve başka bir maya türünde sentetik kromozom geliştirilmesinin, hala yabani tipli hücrelere benziyor oluşu, oldukça etkileyici. Şimdi, 16 sentetik kromozomun tamamını tek bir hücrenin içine yerleştiren nihai aşamayı belirliyor. ”
Boeke, “Bisikleti kullanan birinin, bodrumda onu, en küçük parçalara ayırıp yeniden bir araya getirmesi, bisikleti hakkında daha çok bilgi edindiği anlamına gelir. Benzer şekilde, bütün genomu parçalayıp yeniden inşa etmek yaşam ve süreçleri için yeni bir anlayışa yol açmalıdır. Biyoteknoloji endüstrisi de büyük kazançlar görmeli. Mayalar zaten biyoteknoloji atölyeleridir ve geniş fermantasyon haznelerinde ilaçlar ve hatta parfümler üretmektedir.”
Bir sentetik genom, biyomühendislere maya metabolizması üzerinde benzeri görülmemiş bir kontrol sağlayacak. Örneğin, mayanın üretilecek veya parçalanacak molekül repertuvarı genişletmelerine izin verilmesi gibi…
Araştırmacılar aynı zamanda genlerin insan versiyonlarını ekleyerek, mayayı “insancıl hale getirebilir”. Genetikçiler bunu bir kerede birkaç gen için yapıyor, ancak sentetik kromozomlar daha fazla ilerlemelerine izin verecek. Yeni ilaçların ve diğer tedavilerin denenmesi söz konusu olduğunda, bu büyük bir artı.
Harvard Üniversitesi‘nden Genetikçi George Church, “…en büyük kazançlar kimsenin öngörmediği sonuçlar olabilir. Hedeflerimizi erişilebilir olana uyarlıyoruz. Genomik geçmiş, yapabildiğiniz şeyi yapmanızdır ve o zaman istediklerinizin hepsini mantıklı hale getiriyorsunuz.”
