Sentetik Yaşam Doğal Hayatın Kökenlerini Gösterebilir

{h1}

İlk sentetik genom yaratıldı, bu da bilim adamlarının dünya'daki yaşamın kökenlerini ortaya çıkarmasına izin verebilirdi.

Geçtiğimiz Perşembe günü tamamen sentetik bir genomla ilk organizmanın yaratıldığını duyurduktan sonra, adını taşıyan genomik araştırma enstitüsünün kurucusu olan Craig Venter, bu atılımın ilaç, enerji ve malzeme gibi sektörlere nasıl fayda sağlayacağı hakkında konuşmaya devam etti.

Sentetik bakteriyi oluşturmak için kullanılan yöntemleri açıklayan Venter, sentetik organizmalar için önemli bir kullanım olduğunu vurguladı: araştırma. Canlı test tüpleri gibi, bilim adamları tarafından yaratılan bakteriler, birçok biyolojik sistemin işleyişini engelleyen karmaşıklığı azaltarak deneyler için kontrollü platformlar olarak hizmet edebilirler.

Bu çalışma, iki önemli şekilde şaşırtıcı bulgulara yol açabilir. İlk olarak, sentetik genomları olan hücreler, bilim adamlarının esasen sadece daha basit kısımları bırakarak canlı hücrelerin karmaşıklıklarını ortadan kaldırmasına izin verebilir. Bu, araştırmacılara doğal hücrelerde meydana gelen muazzam derecede karmaşık etkileşimleri çözmek için daha iyi bir yol ve kanser gibi şaşırtıcı hastalıkların sırlarını çözmeye yardımcı olabilir.

İkincisi, sentetik genomları olan hücreler, soyu tükenmiş canlıları yeniden yaratmak için kullanılamazken, soyu tükenmiş organizmaların genlerine sahip olan organizmaları, muhtemelen Dünya'nın en erken yaşam biçimleri olanları yaratmak için kullanılabilirler. Bu, hayatın doğası ve hayatın nasıl başladığı hakkında daha iyi bir anlayışa yol açabileceğini söylüyor.

New York Üniversitesi'nde biyoloji profesörü olan David Fitch, “İnsanlar, gezegenimizde yeni yaşam formları yapmak için gerçekte neler olduğu hakkında gerçekten çok şaşırdılar. “Yeni canlı sistemlerin ortaya çıkabileceği farklı yollar öneren birçok deney yapılmıştı ve belki bu sorunların bir kısmı, yeni genomları çok basit tipte yol yapılarıyla sentezleyerek ele alınabilirdi.”

Daha şık deneyler tasarlama

Doğal hücrelerde, geniş bir dizi kimyasal reaksiyon sürekli olarak gerçekleşir. Bu reaksiyonların çoğu seri olarak gerçekleşir ve bilim adamları bunlara kimyasal yollar olarak değinirler. Fakat yollar birbirleriyle kesişir ve her birinin ders çalışmasını zorlaştırır.

Sentetik bir genomu olan bir hücrede, bilim adamları bu kavşakların bir kısmını yok edebilirler. Örneğin, İngiltere'deki Newcastle Üniversitesi'nde evrimsel moleküler biyoloji profesörü olan T. Martin Embley, örneğin, iki yol arasındaki etkileşimlerin bir hastalığa neden olan bir bakteri tasarlayabileceğini araştıran bilim adamları, bu yolların nasıl oluştuğunu incelediler. Embley, WordsSideKick.com'a yaptığı açıklamada, araştırmacıların çok daha karmaşık bir doğal bakteri yerine basitleştirilmiş bir sentetik organizma kullanarak daha net deneylerle daha şık deneyler tasarlayabildiklerini söyledi.

Embley, "Bir araştırma aracı olarak faydalı olabilir, çünkü tüm yolları ve yollar arasındaki etkileşimi yeniden kurabilirsiniz. Hücre içine tam olarak ne olduğunu biliyorsunuz, çünkü bunu yaptınız," dedi.

Bazı yollar, çok hücreli organizmalardaki hücrelerin doğal olarak belirtilmemiş hücrelerden spesifik işlevlere sahip olanlara nasıl geliştiğini belirler. Fitch, sentetik genomlu hücrelerin de bu süreçlere ışık tutabileceğini söyledi. Çok hücreli organizmalar olgunlaştığı zaman, sinyalleme moleküllerinin dalgaları gelişmekte olan embriyoya doğru ileri geri hareket eder ve bu sinyallerin etkileşimi hücrelerin kıllar, sinirler, kabuklar, paletler veya kanatlar haline gelip gelmeyeceğini söyler.

Fitch, sentetik bir genomu olan bir bakterinin, sadece tek bir sinyalin üretilmesi için tasarlanabileceği gibi, bilim insanlarının farklılaşma için bu mekanizmanın ilk olarak nasıl evrimleştiğini anlamalarına olanak tanıdı.

Fosillere hayat vermek

Alternatif olarak, daha önce hiç görülmemiş hücrelerini yaratmak yerine, bilim adamları milyonlarca yıl önce, soyu tükenmiş canlıların genomunu yaşayan soyundan gelen genomlardan matematiksel olarak türeterek tükenen organizmaları yaratabileceğini söyleyerek, üniversitede moleküler biyoloji profesörü Martin Kreitman Chicago Sentetik biyoloji yoluyla soyu tükenmiş bir yaratığı canlandırmak, bilim adamlarının genomun kendisinden değil, büyüme oranları ve sıcaklık direnci gibi görünen hücre özelliklerini ölçmelerine izin verecektir.

Embley, araştırmacıların zaten küçük ölçekte benzer deneyler yaptığını söyledi. Embley, bu eski deneylerde, evriminde aynı işlevi yerine getirip getirmediğini test etmek için eski bir enzim formunu çoğalttı. Ancak Venter tarafından açıklanan yöntemlerle, araştırmacılar sadece bir enzimin ötesine geçebilirlerdi.

Kreitman, "[Sentetik biyolojinin] ilginç yollarından biri, evrimsel aracıları yeniden inşa etme kabiliyetidir." Dedi. "Esasen bir fosili hayata döndürüyorsun."

Bilim adamları, soyu tükenmiş yaratıkların genomunu, yaşayan altçuların DNA'sına bakarak ve sonra soyu tükenmiş yaratığın genomunu bir araya getirerek ve Venter Enstitüsü ekibi ile aynı tekniği kullanarak bir "boşaltılmış" hücreye yerleştirerek yeniden kurabilirler. Kreitman WordsSideKick.com'a verdiği demeçte, bu sentetik organizmaların bilim adamlarına yaşadıkları çevre hakkında değerli bilgiler sunabildiklerini söyledi. Örneğin, soyu tükenmiş bir bakterinin sıcaklığının ve pH toleransının araştırılması, bilim adamlarına antik bir okyanusun kimyası hakkında bilgi verebilirdi, Kreitman.

Embley, "İnsanlar midede yer alan belirli enzimleri alıp, atalara ait bir enzim yarattılar ve hala işe yarayıp yaramadığını kontrol ettiler." Dedi. "[Sentetik biyoloji] bunu birçok genle daha büyük ölçekte yapmanızı sağlar. Parsimony argümanını kullanarak ortak ataların genomlarını yeniden yapılandırabilirsiniz."

Dünyadaki ilk yaşam

Embley, geçmişe daha da yaklaşarak bilim adamlarının yaşamak için gereken minimum gen sayısına sahip bir bakteri oluşturabileceğini söyledi. Fitch, bu ayrıştırılmış bakterinin, Dünya'daki ilk hücreyi etkin bir şekilde simüle edeceğini ve bilim adamlarının, inert kimyasalların kendi kendini sürekli kılan hayatı nasıl atlattığına dair hipotezleri test etmelerini sağlayacaklarını söyledi.

Venter, Perşembe günü bu konuyu ele alarak, kendi kurumundaki araştırmacıların ve araştırmacıların, bu teknolojinin, bilim insanlarının yaşamı kıvılcım için gereken minimum biyolojik malzeme seviyesini test etmelerine nasıl olanak sağlayacağını tartıştıklarını belirtti.

“Bence hayatın kökenleri üzerinde çalışan insanlar kadar ilginç olacaklar, insanlar bu en küçük erken olası öncüleri anlamaya çalışan insanlar bir yöne ilerledikçe, diğerinin ilerleyişini, evrimin en üst seviyesinde ilerliyoruz. Bir bilgi sistemi, ortada bir yerde karşılaşabilir ve heyecan verici yeni araçlara sahip olabiliriz, "dedi.

Fitch, Dünya üzerindeki yaşamın canlı olmayan maddeden nasıl evrildiğini anlayarak, sentetik biyolojinin in vitro ve in vivo deneyler arasındaki uçurumu da kapatabileceğini söyledi.

Biyolojide, in vitro deneyler, bir test tüplerinde yapılanlardır, in vivo deneyler canlı organizmalarda yapılır. Çoğu zaman, in vitro deneyler sırasında iyi çalışan reaksiyonlar, in vivo deneyler sırasında farklı organizmalardaki diğer kimyasalların etkisi sayesinde farklı şekilde ilerler. Bu bilimsel keşif sürecini hayal kırıklığına uğratır. Örneğin, bir test tüpünde hastalıklı hücreleri tedavi eden bir ilaç aslında bu hastalığı olan bir kimseyi tedavi etmek için işe yaramayabilir.

Ancak, bir deney için özel olarak tasarlanan canlı test tüpleri olarak hareket eden sentetik bakterilerle, bilim adamları bu farklılığın bir kısmını yok edebilirken, Fitch, bir deney tasarlamanın yeni bir tür yaratma ile eşanlamlı hale geldiği bir dönemin başladığını söyledi.

Fitch, "Hipotezleri test etmenize izin veren in vitro sistemler şimdi çok karmaşık olabilir. Bir noktada, karmaşıklık hayat haline gelir." Dedi.

  • Top 10 Açıklanamayan Olaylar
  • Sentetik Genom Oluşan İlk Canlı Organizma
  • Bilimdeki En İyi 10 Gizem


Video Takviyesi: .




Araştırma


Kurbağalar Deprem Tahmin
Kurbağalar Deprem Tahmin

Fotoğraflar: Amazon'Dan Yeşil Glow Solucanı
Fotoğraflar: Amazon'Dan Yeşil Glow Solucanı

Bilim Haberleri


Fotonik Direkler Nasıl Çalışacak?
Fotonik Direkler Nasıl Çalışacak?

Zihin Mesajlaşma: Beyin-Beyin Bağlantısı Tarafından Aktarılan Düşünceler
Zihin Mesajlaşma: Beyin-Beyin Bağlantısı Tarafından Aktarılan Düşünceler

Görebilecek Bir Yapay Göz Mü?
Görebilecek Bir Yapay Göz Mü?

City Living Beyin Stresini Nasıl Seviyor?
City Living Beyin Stresini Nasıl Seviyor?

Uzak Ada Mağaraları, Dünya Iklimine Yönelik Ipuçlarını Gösteriyor
Uzak Ada Mağaraları, Dünya Iklimine Yönelik Ipuçlarını Gösteriyor


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com