Seli na iliyosanisishwa kikamilifu genome ziliripotiwa kwanza mwaka 2010 ambapo minimalistic genome kiini ilichukuliwa kwamba ilionyesha mofolojia isiyo ya kawaida juu ya mgawanyiko wa seli. Nyongeza ya hivi majuzi ya kikundi cha jeni kwenye seli hii ndogo ilirejesha mgawanyiko wa seli wa kawaida
Seli ni vitengo vya msingi vya kimuundo na utendaji wa maisha, nadharia iliyopendekezwa na Schleiden na Schwann mnamo 1839. Tangu wakati huo, wanasayansi wamevutiwa kuelewa kazi za seli kwa kujaribu kufafanua kanuni za urithi kikamilifu ili kuelewa jinsi seli hukua na kugawanyika. kutoa seli zaidi za aina sawa. Pamoja na ujio wa DNA mpangilio, imewezekana kusimbua mlolongo wa genome kwa hivyo kufanya jaribio la kuelewa michakato ya seli ili kuelewa msingi wa maisha. Mnamo 1984, Morowitz alipendekeza uchunguzi wa mycoplasmas, rahisi zaidi seli uwezo wa ukuaji wa uhuru, kwa kuelewa kanuni za msingi za maisha.
Tangu wakati huo, majaribio kadhaa yamefanywa kupunguza genome saizi hadi nambari ndogo inayotokeza seli ambayo ina uwezo wa kutekeleza kazi zote za kimsingi za seli. Majaribio ya kwanza yalisababisha usanisi wa kemikali wa Mycoplasma mycoides genome ya 1079 Kb katika mwaka wa 2010 na iliitwa JCVI-syn1.0. Ufutaji zaidi uliofanywa katika JCVI-syn1.0 na Hutchinson III et al. (1) ilisababisha JCVI-syn3.0 mwaka 2016 ambayo ilikuwa na genome saizi ya KB 531 yenye jeni 473 na ilikuwa na muda maradufu wa dakika 180, ingawa ilikuwa na mofolojia isiyo ya kawaida kwenye mgawanyiko wa seli. Bado ilikuwa na chembe za urithi 149 zilizo na kazi zisizojulikana za kibiolojia, na hivyo kupendekeza kuwepo kwa vipengele ambavyo bado havijagunduliwa ambavyo ni muhimu kwa uhai. Hata hivyo, JCVI-syn3.0 hutoa jukwaa la kuchunguza na kuelewa kazi za maisha kwa kutumia kanuni za jumla-genome kubuni.
Hivi majuzi, mnamo Machi 29 2021, Pelletier na wenzake (2) walitumia JCVI syn3.0 kuelewa jeni zinazohitajika kwa mgawanyiko wa seli na mofolojia kwa kuanzisha jeni 19 katika genome ya JCVI syn3.0, na kusababisha JCVI syn3.0A ambayo ina mofolojia sawa na JCVI syn1.0. juu ya mgawanyiko wa seli. 7 kati ya jeni hizi 19, inajumuisha jeni mbili zinazojulikana za mgawanyiko wa seli na jeni 4 zinazosimba protini zinazohusiana na utando za utendaji usiojulikana, ambazo kwa pamoja zilirejesha phenotype sawa na ile ya JCVI-syn1.0. Matokeo haya yanapendekeza asili ya polijeni ya mgawanyiko wa seli na mofolojia katika seli ndogo ya kijiolojia.
Kwa kuzingatia ukweli kwamba JCVI syn3.0 ina uwezo wa kuishi na kuzidisha kulingana na udogo wake. genome, inaweza kutumika kama kiumbe kielelezo kuunda aina tofauti za seli zenye kazi mbalimbali zinazoweza kuwa na manufaa kwa binadamu na mazingira. Kwa mfano, mtu anaweza kuanzisha jeni zinazosababisha kuharibika kwa plastiki ili kiumbe kipya kilichotengenezwa kinaweza kutumika kwa uharibifu wa plastiki kwa njia ya kibayolojia. Vile vile, mara moja inaweza kufikiria kuongeza jeni zinazohusiana na usanisinuru katika JCVI syn3.0 kuifanya iweze kutumia kaboni dioksidi kutoka angani na hivyo kupunguza viwango vyake na kusaidia katika kupunguza ongezeko la joto duniani, suala kuu la hali ya hewa linalowakabili wanadamu. Hata hivyo, majaribio kama hayo yanapaswa kushughulikiwa kwa tahadhari kubwa ili kuhakikisha kwamba hatutoi kiumbe bora katika mazingira ambayo ni vigumu kudhibiti mara tu kinapotolewa.
Hata hivyo, wazo la kuwa na seli iliyo na genome ndogo na upotoshaji wake wa kibayolojia inaweza kusababisha kuundwa kwa aina mbalimbali za seli zilizo na utendaji tofauti wenye uwezo wa kutatua masuala makuu yanayowakabili wanadamu na maisha yake ya mwisho. Walakini, kuna tofauti kati ya uundaji wa seli ya syntetisk kikamilifu dhidi ya uundaji wa sanisi inayofanya kazi. genome. Seli kisanii bora kabisa ingejumuisha iliyosanisi genome pamoja na vijenzi vya saitoplazimu vilivyounganishwa, jambo ambalo wanasayansi wangependa kufikiwa mapema kuliko baadaye katika miaka ijayo kadri maendeleo ya kiteknolojia yanavyofikia kilele chake.
Maendeleo ya hivi majuzi yanaweza kuwa hatua kuelekea kuundwa kwa seli ya syntetisk kikamilifu ambayo inaweza kukua na kugawanyika.
***
Marejeo:
- Hutchison III C, Chuang R., et al 2016. Muundo na usanisi wa bakteria ndogo genome. Sayansi 25 Machi 2016: Vol. 351, Toleo la 6280, aad6253
DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad6253
- Pelletier JF, Sun L., na wengine 2021. Mahitaji ya kijeni kwa mgawanyiko wa seli katika seli ndogo ya kijiolojia. Kiini. Iliyochapishwa: Machi 29, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008
***
