Araştırmacılar E.coli Bakterisinin Genlerini, Sentezlenen Genomla Değiştirdi

Cambridge Üniversitesi’nden bilim insanları E. Coli bakterisinin genleri laboratuarlarda sentezledikleri genomlarla değiştirmeyi başardı. Nature dergisinde yayınlanan araştırmada ekip genom değişimini ve ardında kalan genetik yedek kodları nasıl kaldırdıklarını tanımladılar.

Genetik kodlar yaşam veren programlardır. Genetik kod sıralamasıyla proteinler üretimine yol açarak hücre içindeki fonksiyonları kontrol etmesine yardımcı olur.  Herhangi organizmanın genomu oldukça karmaşık olsa da, aslen 3 set DNA bazından oluşur. Her üçlü set sadece 4 bazdan birini taşıyabilir yani sadece 64 muhtemel kombinasyon mümkündür. Buna rağmen sadece 20 aminoasit vardır, yani genomda verilen bazı kodlara gerek yoktur. Önceki araştırmada bu kodlardan bazılarının yedek kodlar olarak kullanıldığı, bazılarının ise farklı amaçlarla kullanıldığı ve pek çoğunun anlaşılmadığını gösterildi. Bu yeni çalışmada araştırmacıların iki hedefi vardı:  1) İlk kez laboratuarda 4 milyon harfi tümü olmak üzere E.coli bakterisinin genomunu sentezlemek.2) DNA fazlalıkları kaldırıldığında böyle bir örnekte neler olacağını araştırmak.

Araştırmacılar hem E.Coli DNA’sını bilgisayarda yeniden kodlayarak hem çoklu fazlalıkları kaldırarak iki hedefe de ulaştılar. Bir kez genom yeniden tasarlanınca, bu ayrıldı ve DNA sentezleyicisine gönderildi. DNA’dan gelen çıktının yeniden ayarlanması gerekti, buna rağmen küçük parçacıklardan uzun parçacıklara kadar bütün parçalar birbirine tutundu ve yaşayan E.coli bakterisine koymak mümkün oldu. Araştırmacılar bu bakteriyi Syn61 olarak adlandırdı, çünkü 64 koddan sadece 61 kod kullanıldı.

Bilim insanları özel bir bakterinin büyümesinin zaman aldığını fakat bakterinin düzenleme örnekler gibi davrandığını belirtiyorlar. Gelecekte yapılacak yeni çalışmalarla diğer fazlalıkları da değiştirerek özel yeteneklere sahip bakteriler üreterek, doğada bulunmayan yeni nesil biyopolimerler gibi bileşenleri üretmenin mümkün olabileceğini düşünüyorlar.

Kaynak:
https://phys.org/news/2019-05-genes-coli-bacteria-genome.html

İleri Okuma ve Referans:

 Julius Fredens et al. Total synthesis of Escherichia coli with a recoded genome, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1192-5

Nature