Biologie blízké budoucnosti má v rukávě kartu, na kterou možná nejsme ani připraveni. Jde o vytváření umělého života a celý obor se ukrývá pod názvem syntetická biologie. Na pohled už má leccos za sebou, včetně bakterie s DNA vytvořenou v laboratoři v roce 2010.
Spíše jde ovšem o první kroky na poli z velké části neoraném. Syntetická biologie se teprve učí, co dokáže a jaké jsou hranice možností. (Podrobně se jejím potenciálem i možnými riziky zabývá nové on-line vydání časopisu Vesmír.) Velmi zjednodušeně by se dalo říct, že se biologové postupně učí vytvářet jednotlivé díly organismů, například umělé chromozomy. A v minulém týdnu došlo na další díl skládanky.
Skupina Floyda Romesberga z Scripps Research Institute v Kalifornii vytvořila bakterii s vylepšenou verzí DNA. Vědci ji rozšířili o dvě zcela nová, uměle vytvořená písmena genetického kódu. Objev popsali v časopise Nature (placený přístup odsud).
Dnes se naučíme nová písmena, bakterie
DNA je tvořená čtveřicí písmen genetického kódu, takzvanými "bázemi" adeninem (A), guaninem (G), cytosinem (C) a thyminem (T). To je ovšem podle všeho evoluční náhoda a existuje celá řada dalších molekul, které by mohly fungovat v DNA stejným způsobem, alespoň to naznačovaly laboratorní pokusy. Romesberg a spol. vytvořili v laboratoři balíček DNA, takzvaný plazmid, se dvěma písmeny DNA navíc.
Genetický balíček předložili běžné bakterii, zda ho dokáže vstřebat a fungovat. Ukázalo se, že ano, bakterie pracovala s plazmidem normálně, dokonce ho od ní dědily i její potomci. Bakterie tak získala schopnost skladovat podstatně větší množství informací než její zcela přirozené příbuzné, protože její "abeceda" je najednou o polovinu delší.
Zatím je to ovšem bakteriím k ničemu. Umělá "písmena" byla jen pouhopouhá dvě z několika milionů, které v DNA buňky jsou. Také zatím nic nedokázala, jen tam jednoduše byla a nevadila fungování buňky. Ale to se má změnit. Vědci mají v plánu učit umělou DNA další dovednosti postupně a její zastoupení se může pak zvětšovat.
V tomto případě jde hlavně o důkaz, že v principu postup funguje. Jeho zvládnutí bylo podstatně složitější, než se může zdát z našeho nedokonalého popisu. První úspěšný pokus o propašování upravené verze běžných "písmen" DNA proběhl už v roce 1989. Největším problémem bylo najít a zajistit takovou podobu umělých písmen tak, aby byly za všech okolností kompatibilní se systémem čtení a nakládání s DNA v buňce. Zní to banálně, ale jde o pečlivě "vypiplané" špičkové chemické a biologické postupy. A našla se samozřejmě i řada dalších problémů, které se musely postupně vyřešit.
Konečným cílem tohoto a podobných výzkumů je vytvořit bohatou abecedu bází, které dokážou vytvářet nové a v přírodě se nevyskytující sloučeniny a postupy. Navíc bude mít tato umělá bakteriální abeceda i tu výhodu, že buňky půjde snadno odlišit od jiných a "umělá" DNA může zaručit, že nedokáže přežít nebo se alespoň množit mimo laboratoř, což je samozřejmě výhodné třeba pro kontrolu úniků do životního prostředí.
Technologie má i jednu velkou právní výhodu. Nepůjde o kombinaci přirozeně se vyskytujících jednotek, ale skutečně od základu vytvořený – a tedy s větší pravděpodobností patentovatelný – systém. Samozřejmě bude záviset na rozhodnutí autorů a řadě dalších okolností, ale potenciál pro komercializaci by v takovém případě mohl být ještě o něco zajímavější. Což možná ocení i Romesberg a spol., kteří založili firmičku Synthrox, jejímž cílem je komercializace technologie DNA s "cizáckými" písmeny.
