Каково наименьшее количество генов, необходимое для поддержания жизни? Для получения ответа на этот вопрос учёные обратились к микробу, обладающему одним из наименьших известных геномов — полным набором генетических инструкций. Минимальное количество генов в его геноме – 473.
Изученный микроб представляет собой одну из версий бактерии Mycoplasma mycoides , которая обычно обладает 901 геном. Для сравнения, широко известная бактерия E. Coli имеет от 4000 до 5000 генов. У людей имеется более 22000 генов, но не все они необходимы для жизни и здоровья.
В 2010 году исследователи скопировали полный геном Mycoplasma mycoides, а затем поместили его в клетку другой разновидности этой бактерии — Mycoplasma capricolum. Кроме того, они разложили геном на его составляющие и перенесли их в оболочку Mycoplasma capricolum, получив, таким образом, минимальную бактерию, которую они назвали syn3.0. В будущем подобные минимальные формы жизни могут стать основой для создания искусственных микробов в целях использования их в качестве носителей лекарственных или иных химических веществ, необходимых человеку.
Вначале генетики собирались создать живой организм с базовым набором из 300 генов. Несмотря на обнадёживающие результаты компьютерного моделирования, подобный организм создать не
удалось. Оказалось, что около трети генов минимального генома выполняют задачи, генетикам не известные, но без них бактерия погибает. По возвращении этих генов бактерия оживала.
Большинство из 473 генов Mycoplasma mycoides совершают один из 4 видов необходимой работы. Чтение инструкций ДНК и превращение их в молекулы РНК являются назначением 195 генов. Ещё 34 гена копируют и исправляют повреждения ДНК, 84 гена заняты в строительстве клеточной мембраны и поддержании её работы. А 81 ген отвечает за метаболизм, помогая организму использовать своё «топливо» для роста и воспроизводства.
В syn3.0 остаётся 149 генов, назначение которых полностью не понятно. Для 70 из них имеются предположения о их предназначении, а 79 остаются полной загадкой.
Исследователи пытались также приготовит минимальный геном посредством последовательного исключения генов одного за другим.
Геном syn3.0 намного меньше, чем геномы многих известных живых бактерий.
Но вполне возможно, что существуют формы жизни с ещё меньшими первоначальными геномами. Некоторые учёные предполагают, что могут быть некоторые клетки, обладающие всего единственным геном внутри мембраны, и их единственной задачей является копирование РНК.
Возможно, что генетики начнут работу с каким либо иным организмом, нежели Mycoplasma mycoides, что позволит найти другой, или даже меньший минимальный набор генов.
Источник: