Hva er Synthetic Genomics?

May 22  by Eliza

Syntetiske genomikk er et felt av biokjemi fokus på etablering av genomet - den komplette samling av en organismes genetiske eller arvelige, informasjon som er nødvendig for at organismen for å opprettholde livet. Genomet til en organisme består av deoksyribonukleinsyre (DNA) molekyler som danner en kode. Deler av denne koden, kalt gener, styrer etableringen og interaksjoner med proteiner i organismens celler, slik at organismen å fungere. I syntetiske genomikk, forskere manipulere og gjenskape genomer til forskningsformål eller for praktiske anvendelser innen medisin og biodrivstoff produksjon.

DNA består av repeterende strukturelle enheter kalt nukleotider, som danner basepar og skaper de mønstre som utgjør den genetiske koden. Nukleotider og DNA-sekvenser fremstilles kunstig for en rekke biokjemiske anvendelser, men syntetiske genom er en mer omfattende. For å skape et funksjonelt syntetisk genom, må det naturlige genom være kjent i sin helhet og enten replikert nøyaktig eller modifisert på en slik måte at ingen avgjørende funksjoner påvirkes.

I 2010, et forskerteam basert på J. Craig Venter Institute i Rockville, Maryland skapte den første syntetiske bakteriegenomet. Bakterien, Mycoplasma mycoides, har et genom som består av en million basepar. Teamet var i stand til å gjenskape bakterien naturlige genom bruker syntetisk fremstilte nukleotider og introdusere den syntetiske genomet til en annen bakterie celle, og erstatte det bakteriens DNA med de syntetiske Mycoplasma mycoides DNA. Med den nye genom på plass, begynte cellen som virker som en normal Mycoplasma mycoides celle, med alle dens funksjoner intakt.

Komplikasjoner i syntetisere et genom kan lett oppstå på grunn av kompleksiteten i systemene som er involvert. For eksempel, hvis en basepar er ute av stilling eller mangler, cellen kan ikke fungere i det hele tatt. Tilsvarende de biokjemiske prosesser som cellen leser og implementerer informasjonen i DNA, og de kjemiske interaksjoner av cellemiljøet med DNA, må være riktig.

Synthetic Genomics teknologien kan tilpasses industrielle og kommersielle programmer, for eksempel produksjon av biodrivstoff. Som i 2011, er noen selskaper undersøker muligheten for å skape syntetisk alger som er mer effektiv enn naturlig forekommende alger på fangst og foredling av karbondioksid til brukbare stoffer. Mange forskere mener at ingeniør alger på denne måten kan gjøre produksjon av biodrivstoff mer kostnadseffektiv og kommersielt levedyktig.

Andre prosjekter i Synthetic Genomics involverer syntetisere bare en del av et genom for å endre en organisme for bruk i en industriell eller vitenskapelig kapasitet. Et eksempel er en modifikasjon av plante genomer for å gjøre avlinger mer motstandsdyktig mot tørke og skadedyr. I medisin, kan mikrober være genetisk endret til å virke som middel for visse sykdommer eller bistå ved genterapi.

  • Genomet til et menneske er et omfattende kart over all genetisk informasjon som er spesifikk for den enkelte.
  • Genomene til en plante kan noen ganger bli endret for å øke avlingene.
  • Syntetiske genomikk er et felt av biokjemi fokus på etablering av genomet.