Hvor mange gener er nødvendige for at skabe en levende celle?

Hvor mange gener er nødvendige for at skabe en levende celle?

Denne artikel er baseret på et Science Friday-interview og var oprindeligt offentliggjort på PRI.org.

Biolog Craig Venter og hans team har netop annonceret, at de efter mange års fiasko endelig har fundet ud af det mindste antal gener, der er nødvendige for at skabe en levende, afklebet version af en celle.



Venter, der er grundlægger af både J. Craig Venter Institute og Synthetic Genomics Inc., har arbejdet på at skabe en version af bakterien Mycoplasma mycoides med kun det absolutte minimum af genetiske instruktioner, der kræves for livet. Som det viser sig, siger han, er mindst 473 gener afgørende for at opretholde liv i et laboratorium.

'Væsentligt er et kontekstspecifikt spørgsmål,' siger Venter. 'Så tallet ville ikke være et væsentligt tal for mennesker eller endda et væsentligt tal for at overleve i naturen. Men overlever vi i vores laboratorieforhold med velvoksne ting, kommer det tal ud på kun 473 gener. Men jeg tror, ​​at den største overraskelse er, at 149 af dem har fuldstændig ukendt funktion. Og det her er et helt andet syn på livet, end vi har haft i de sidste 20 år.'

Til sammenhæng menes det menneskelige genom at indeholde mellem 20.000 og 25.000 gener. Og det faktum, at ingen kender funktionen af ​​149 gener, der er nødvendige for liv, betyder, at videnskabsmænd faktisk ved meget mindre om biologisk liv, end de troede, de gjorde.

'Det videnskabelige samfund har dybest set lidt af den vrangforestilling, at vi kendte hele biologien,' siger Venter. 'Det faktum, at vi har manglet en tredjedel eller deromkring, er spændende, fordi vi nu kan bevæge os og prøve at forstå det ... En af videnskabens ironier er, at du kun kan studere den kendte verden. Hele vores opfattelse er baseret på, hvad vi i øjeblikket kender som virkelighed. Nå, det viser sig, at vi mangler omkring en tredjedel af virkeligheden med hensyn til biologi. Så det er nok det vigtigste fund, og det er frustrerende, det er ydmygende, det er spændende, det er alt det ovenstående.'

Venter siger, at processen med at finde ud af de gener, der er afgørende for livet, var lang og vanskelig. Han sammenligner det med at være et rumvæsen, der kommer til Jorden og forsøger at finde ud af de dele, der er nødvendige for at flyve en Boeing 737.

'[Forestil dig], hvis du var ny på denne planet, og du kiggede på en 737, og du prøvede at finde ud af dens funktion ved at trække dele af,' siger Venter. 'Og du fandt disse pod-lignende ting hængende fra vingerne, og du fjernede den fra højre fløj. Du ville opdage, at flyet stadig kunne flyve og lande. Du ville sige: 'Selvfølgelig er den del ikke nødvendig for flyveflyvning.' Og så hvis du så anvendte den regel, og du siger: 'Nå, der er også en på den anden fløj. Det kan vi åbenbart undvære.’ Og det smider du ud, og pludselig styrter flyet. Så det er, hvad der sker i biologien er, at vi har par ... der enten har lignende funktioner eller sameksisterende funktioner, som du skal have begge dele der. Og det viser sig, at 32 procent af disse dele er ukendte.'

Venter siger, at det næste skridt i hans arbejde inkluderer at studere og definere funktionen af ​​de 32 procent af ukendte gener, han har opdaget. Til sidst håber han, at hans arbejde vil have meget bredere konsekvenser for at forbedre vores forståelse af livets biologi.

'Det er første gang, nogen mig bekendt har forsøgt at designe en art i computeren og derefter bringe den til live,' siger Venter. 'Den fortæller os om det grundlæggende i biologi ... virkelig forsøger at komme ned til essensen af ​​livet, at definere det, og på denne komplekse genomiske software-måde fortæller det os måske mere om, hvordan de kom sammen. Det fortæller os bestemt, at vi er nødt til at se på livet i et genom-centreret syn, i forhold til det, der er blevet gjort i lang tid af et gen-centreret syn. Vi kan ikke bare se på en funktion af et gen, vi er nødt til at se på det i sammenhæng med en helhed.'