Найден первый синтетический фермент – катализатор искусственной жизни — «новости дня»

Найден первый синтетический фермент – катализатор искусственной жизни - «новости дня»

Богатая железом среда поддерживает рост E. coli, неспособных создавать фермент Fes. Они образуют нездоровые красные колонии.

Клетки, которые содержат неестественный фермент Syn-F4, образуют громадные здоровые белые колонии.

Создание неестественных форм судьбы с нуля кто-то именует разработками будущего, а кто-то игрой в всевышнего. Но нельзя не дать согласие, что фантастические опыты в данной области однако приводят к восхищению.

Само собой разумеется, первым делом, тут требуется работа с генетическим и биологическим материалом, от которого зависят наиболее значимые процессы жизнедеятельности.

Настоящим прорывом можно считать изучение 2010 года, на протяжении которого был создан первый синтетический геном бактерии. За ним последовало ещё больше необычных открытий.

В 2017 году учёные поразили мир, создав первый в мире жизнеспособный полусинтетический организм, а за ним пять синтетических хромосом. Более того, сравнительно не так давно полусинтетическая бактерия в первый раз породила совсем новый белок.

Новая работа учёных из Принстонского университета ещё на один ход приблизила науку к созданию неестественной судьбе. Команда доказала, что по крайней мере один из новых синтетических белков может функционировать как фермент и принимать участие в биологических реакциях.

в течении продолжительных лет доктор наук Майкл Хехт (Michael Hecht) вместе с сотрудниками создавал неестественные белки для кишечной палочки (Escherichia coli) – бактерии, которая в большинстве случаев употребляется как модельный микроб в большинстве опытов.

Неестественные белки, кодируемые синтетическими генами, составляют примерно 100 аминокислот в длину. Наряду с этим употребляется всего 20 аминокислот.

В этом они мало чем отличаются от естественных белков: множество комбинаций аминокислот создаёт молекулы с громадным разнообразием особенностей.

Майкл Хехт поясняет: каждая жизнь – это совокупность химических катализаторов и реакций, другими словами ускорителей тех самых реакций. Сами по себе реакции проходят не хватает скоро, исходя из этого для поддержания крайне важных процессов организму и нужны катализаторы.

Это протеиновые молекулы, известные как ферменты, либо энзимы.

Они – лучшие катализаторы во Вселенной, по причине того, что эволюция израсходовала миллиарды лет, отбирая их. Ферменты смогут расширить скорость реакции на большое количество порядков, — говорит доктор наук Хехт.

Его команда ещё в 2011 году создала пара неестественных белков путём двоичного структурирования аминокислотных последовательностей. Ещё шесть лет пригодилось на то, дабы узнать, на что эти белки способны и каковы механизмы их функционирования.

Было бы наивно предполагать, что синтетический белок начнёт работать в точности как естественный, что он заменяет, подчёркивает Хехт. Исходя из этого учёным было нужно совершить много опытов, чтобы выяснить, за что смогут отвечать новые белки.

Так, авторы нашли четыре гена, по окончании удаления которых бактерии утрачивали наиболее значимые функции: они не могли создавать фермент Fes, что клетки применяют чтобы получить железо. Выжить без этого фермента нереально, но вот что весьма интересно: неестественные белки в этом случае смогли реанимировать погибающий микроб.

Эффективность работы синтетических белков была различной. К примеру, два из них компенсировали недостающие функции и помогали клеткам осуществлять процессы жизнедеятельности.

А вот второй белок трудился пара в противном случае – он сам был ферментом, содействующим получению железа.

Данный неестественный белок Syn-F4 практически являлся ферментом. Это был немыслимый момент для меня – я не желала ничего сказать, пока не повторила его (опыт – прим.ред.) пара раз, — говорит ведущий создатель изучения Энн Доннелли (Ann Donnelly).

Она утвержает, что в присутствии белка Syn-F4 клетки неожиданно стали снова приобретать железо. Микробы образовывали громадные здоровые колонии, тогда как без этого фермента они чуть ли имели возможность поддерживать жизнь и создавали только небольшие нездоровые колонии (это видно на главном фото: здоровые колонии – белые, больные – красные).

Вместе с сотрудниками Донелли совершила последовательность опытов, и только позже команда обрадовала собственного начальника.

У нас имеется совсем новый белок, что способен поддерживать жизнь, практически будучи ферментом, и это легко сумасшествие, — комментирует открытие Хехт.

Не смотря на то, что из начального комплекта белков, каковые должны были выручать бактерии по окончании удаления генов, ферментом был лишь один, это уже важный прорыв.

Возможности, каковые раскрываются сейчас перед наукой, воистину бесконечны, считают авторы. Новые формы судьбы смогут употребляться для развития медицины, энергетики, пищевой индустрии, и для изучений в астро- и эволюционной биологии.

Мы больше не ограничены белками, создаваемыми природой, и мы можем за пара месяцев создать белки, для развития которых потребовались бы миллиарды лет, — додаёт глава Университета инноваций в области пищевых продуктов и здравоохранения Джастин Зигель (Justin Siegel).

Доктор наук Хехт додаёт, что работа предстоит грандиозная. Эксперты отбирают для опытов группы из нескольких отдельных генов, а ведь в одном лишь геноме кишечной палочки их четыре тысячи.

До тех пор пока что геном E. coli есть неестественным только на 0,1%, но, в то время, когда данный показатель вырастет до 10-20%, это будет уже не просто необычная бактерия с некоторыми неестественными генами, а новый организм, заключает Хехт.

Статья по результатам необычного изучения его команды размещена в издании Nature Chemical Biology.

Отметим, что ранее неестественная бактерия продемонстрировала, какие конкретно гены необходимы для существования судьбы.

Часть 1. Гребаный катализатор тойота двс 3s fe


Похожие статьи, подобранные для Вас:

Читайте также: