Büyük ayar! İnsan genomu yazma projesi "süper hücrelerin" üretimine geçiyor
Birkaç gün önce, doğumundan bu yana büyük ilgi gören "Genom Yazma Projesi" (GP-write) büyük bir ayarlama yaptı: Projenin odak noktası, tüm insan genom baz çiftlerini sentezlemekten, hücreleri virüs enfeksiyonuna karşı bağışık hale getirmek için genomu yeniden kodlamaya geçecek.
GP-write 2 Haziran 2016'da başlatıldı. O tarihte proje sponsoru, tüm insan genomlarını laboratuvarda sıfırdan tasarlamak ve birleştirmek için 100 milyon ABD doları toplayacağını duyurdu ve projenin 10 yıl sürmesi bekleniyor. Araştırmanın ayrıca insanların "Yaratıcı" ya yaklaştığı düşünülüyor, Laboratuvardaki yapay insanlar (laboratuar yapımı insanlar) hakkında güçlü şüpheler ve endişeler uyandırdı. Planın zor başlangıcıyla, bu ilk fikir yavaş yavaş rafa kaldırıldı.
Kısa bir süre önce, GP-write bilimsel çalışma konferansı Boston'da yapıldı ve GP-write liderleri, "yeniden kodlama planını" birlikte yürütmek için uluslararası bir bilimsel araştırma ekibi oluşturacaklarını açıkladılar. Hücrelerin genetik yapısını değiştirmek ve viral enfeksiyonlara direnmek için tasarlanmıştır.
New York City'deki New York Üniversitesi Langone Tıp Merkezi'nde genetikçi olan Jef Boeke, yeni yayınlanan projenin daha spesifik olduğunu söyledi. Amaç, insanların ve diğer türlerin hücrelerini "son derece güvenli" hale getirmek için yeniden tasarlamak ve aynı zamanda "GP yazma yoluyla işleyen temayı" temsil ediyor.
Ayrıca projeyi Harvard Üniversitesi'nde tanınmış bir genetikçi olan George Church, New York City'deki Nancy J Kelley + Associates hukuk firmasından Nancy Kelley ve bir San Francisco yazılım şirketi olan Autodesk Research'ten Andrew Hessel ile birlikte yönetecek.
Peki bu, antiviral insanların ortaya çıkacağı anlamına mı geliyor? George Church'e göre bu olasılık var. GP-Write projesinin lideri olarak, bir keresinde insanları yeniden kodlamanın sentetik biyolojinin "zirvesi" olacağını söylemişti.
Resim George Kilisesi
Şu anda, GP-yazma ve yönetim organı "Mükemmeliyet Merkezi" yeni program için finansman sağlamayacaktır. Kelley, "Vakıflardan, hayır kurumu yatırımcılarından veya devlet fonlarından yardım almayı planlıyoruz" dedi.
Bununla birlikte, yeni proje, yakın zamanda tamamlanan sentetik maya genom projesi gibi, "son derece güvenli hücreler inşa etme" hedefine sahip olduğunda, dünya çapındaki diğer sentetik biyoloji laboratuvarlarıyla işbirliği yapacaktır. Daha sonra proje gerçek faydaları da elde edebilir, gelir kaynaklarından biri büyük ilaç fabrikalarını içerir. Bunun nedeni, tıbbi proteinlerin üretimi için kullanılan hücreler bir kez virüsle enfekte olduğunda, ilaç şirketlerinin bazen üretimi durdurmaya zorlanmasıdır. İlaca dirençli hücre dizileri daha güvenli ve daha etkilidir ve ilaç şirketleri için daha düşük test gereksinimleri gerektirir.
Şekil Farren Isaacs
GP-write Science İcra Komitesi üyesi ve Yale Üniversitesi'nde biyomühendis olan Farren Isaacs, daha geniş anlamda şunları söyledi: Bu proje, araştırmacıların CRISPR gibi düzenleme araçlarının sınırlamalarının ötesine geçmesine yardımcı olabilir ve artık birkaç belirli konumda DNA'yı ayarlamakla sınırlı değildir. Genomun daha kapsamlı bir yeniden tasarımı.
Gelecekteki yönün " Genomu yeniden programlayarak ... organizmalara yeni işlevler vererek "Örneğin, yalnızca sıkı bir şekilde kontrol edilen biyolojik koruma laboratuvarı ortamında geliştirilebilen ve genişletilebilen yeteneklere sahipler. Virüslere direnmenin yanı sıra, GP-yazma düzenleyicileri ayrıca diğer son derece güvenli hücre özelliklerinin geliştirilmesini de düşünüyor. Örneğin anti-kanser mutasyonu, radyasyon direnci, soğuğa direnç vb.
Antiviral gen dizisi
Hücrelerin virüslerden korunmasını istiyorsanız, onları "yeniden kodlamanız" gerekir, Bu, "kodonlar (proteinleri kodlayan amino asit yapısal birimleri)" olarak kabul edilen DNA sekansındaki bazların sekansını değiştirmektir.
Birden fazla kodon aynı amino asidi temsil edebileceğinden, araştırmacılar önemli hücre işlevlerini etkilemeden ekstra kodonları değiştirebilirler. Bir virüs bir hücreyi ele geçirip çoğalmaya çalıştığında, genlerinin kodunu çözmek için bu kodonları proteinlere çevirebilen hücresel mekanizmaya güvenmesi gerekir. Bazı kodonları tamamen ortadan kaldırarak, araştırmacılar bu hücresel makinelerden güvenle kurtulabilirler.
Almanya, Marburg'daki Philip Üniversitesi'nde bir kromozom biyoloğu olan Torsten Waldminghaus, yeniden kodlanan hücrelerin "temelde ördeklerle konuştukları" için virüsü çözüp yayamayacağını söyledi. GP yazısına katılmadı.
GP-write'ın en son açıklamasına göre, İnsan hücreleri virüse dirençli olacaksa, en az 400.000 genom değiştirilecektir.
Şekil Virüs bir hücre hattına bulaşır
Isaacs, Yeni genomun nasıl tasarlandığına bağlı olarak, proje hala büyük ölçüde gen düzenlemesine bağlı olabilir. Yani, mevcut DNA dizisindeki farklı pozisyonlarda bazları değiş tokuş edin. Ancak yoğun şekilde paketlenmiş kodonları genomun belirli bir kısmıyla değiştirmek veya hatta gelecekte tamamen yeni bir genom eklemek için, araştırmacıların daha geniş bir laboratuar sentezlenmiş DNA yelpazesi tasarlaması ve göndermesi gerekecek.
Bu proje, GP yazma katılımcılarının laboratuvar becerilerini gerektirebilir. 2005 yılında, Isaacs hala Church'ün laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olarak çalışırken, Escherichia coli bakterisinin genomunu yeniden kodlamak için deneylere başladı. 2013 tarihli bir makalede, Isaacs, Church ve meslektaşları, E. coli'deki 321 kodonun tamamını belirli virüslere karşı dirençli hale getirmek için tek bir ikame ile değiştirdiler. Şimdi, yukarıdaki iki laboratuvar çalışması, diğer E. coli kodonlarını çıkarmak için çalışıyor.
Yeniden kodlama fikrinden bahsederken Waldminghaus şunları söyledi: " E. coli'de ilk sonuçları gösterdi ve umarım insan hücreleri için de yararlıdır. . Bu şaşırtıcı bir bilimsel "yeni şey" olmasa da, yine de bunun için zaman harcamaya değer olduğunu düşünüyorum. "
Asıl sorun hala var
Şu anda, yeni projenin spesifik uygulama detaylarını bilmiyoruz.
Boeke, insan ve fare genomlarının yeniden kodlanmasına öncelik vermeyi umuyor. Aynı zamanda, geri bildirim toplamayı ve potansiyel ortaklarının ilgisini değerlendirmeyi umuyor. Bu yeni proje, devam eden Maya Genom Projesi'nin (yani Sc2.0) modelini taklit ederse, katılmayı seçen gruplar, paylarına göre finansman sağlayacak ve spesifik çalışmalarını kromozomlara göre tahsis edecekler.
Boeke, Sc2.0'da bulunmayan zorluklarla karşılaşacaklarını umuyor. "Maya Projesi ekibi nispeten küçük ve birlikte iyi çalışıyor. Bu daha büyük ve daha çeşitli ekip için bu kadar basit olmayabileceğini düşünmek zorundayım." Dedi.
GP-write, yaklaşık 200 bilim insanını içerir ve ayrıca teknolojinin geliştirilmesinden ve projenin etik, yasal ve sosyal etki altyapısından sorumlu, kendi kendine organize olmuş 9 "çalışma grubu" içerir. Geçen yıl GP yazma toplantısından bu yana, bu gruplar yakın gelecekte açıklanacak olan gelecekteki çalışmaları için "anayasalar" ve "planlar" hazırladılar.
Aynı zamanda, fikri mülkiyet hususları da bu projeyi karmaşıklaştırabilir. Boeke, "Sentetik biyoloji ve sentetik genomik açısından, çok sayıda IP (fikri mülkiyet) yalnızca kabaca bir söz. İnsan araştırmalarının faydaları maya araştırmalarından çok daha fazla." Dedi.
Isaacs, Harvard Üniversitesi, Yale Üniversitesi ve Cambridge MIT'in hepsinin gen kodlamasıyla ilgili patentlere sahip olduğuna dikkat çekti. Ancak gelecekte çeşitli bilimsel atılımlara ilham verebilecek bu GP yazısına bakıldığında, şu anda bu projede kullanılan teknolojinin halka nasıl ulaşabileceğini tartışmaktan sorumlu tek bir fikri mülkiyet grubu var.
