REKLAMA

Bakteria z zaprojektowanym DNA. Biologia syntetyczne daje nadzieje na nowe leki

Data emisji:
2019-05-18 11:00
Prowadzący:
Czas trwania:
26:31 min.
Udostępnij:

AUTOMATYCZNA TRANSKRYPCJA PODCASTU

PIT 117 Karolina Głowacka przy mikrofonie zapraszam na sobotni magazyn Radia TOK FM, czyli święto nauki technologii na naszej antenie będziemy mówili dzisiaj m. in. ośmiornica ach, głową nogach szerzej mówiąc o ich znakomite inteligencji oraz o tym, że w związku z tym, że nasz najstarszy przodek jest naprawdę stary i odległe to, iż inteligencji jest zupełnie niezależnym na drzewie genetycznym eksperymentem ewolucji właśnie taką koncepcją, że może fajnie by było, Rozwiń » żeby mnie zwierzę miało inteligencję fascynująca sprawa to będzie po trzynastej po dwunasty 40 naszym gościem będzie pani Marta Krawczyk Fitch Polska wynalazcy nie nominowana do euro pijany inwentarza, a łódzcy to jest ta osoba, która pracowała nad kodeksem, który pozwala państwu oglądać inne filmy wysokiej jakości streamingu one przez internet to jest właśnie ta osoba i my będziemy mieli z panią Martą Karczew i czy wywiad po dwunasty 40 o dwunastej o tym, second, czyli układ okresowy jedenasty 40 o tym, że Chiny blokują Wikipedia, ale teraz o tym, że powstała pierwsza na świecie bakterie pierwsze żywe organizmy są w pełni sztucznym w dużym stopniu zaprojektowanym przez człowieka dna tak donosi The Guardian, zanim wiele innych mediów w naszym studiu pan prof. Paweł Golik dzień dobry panie prezesie, żeby pan profesor jestem dyrektorem Instytutu genetyki biotechnologii Uniwersytetu Warszawskiego ner i coś w zasadzie wydarzyło to jest faktycznie właśnie ta pierwsza taka bakteria organizm otrzymuje największe jak to jest pierwszą nie jest 0101 . organizm z syntetycznym genomem powstał już prawie 10 lat temu około roku 2010 w grupie Craiga Ventera to był ułamek plazma wykop taśmy to są takie bardzo proste bakterie, które nie nie są w stanie żyć samodzielnie one całe swoje życie spędzają pasożytują wewnątrz komórek, a w związku z tym ich genomy są stosunkowo niewielkie mają około miliarda 1 000 000 par zasad, czyli tych liter atg cenie dużo panują nad tak to jest 1 000 000 ton to to jest stosunkowo niedużo dla porównania człowiek ma 3 miliard, a tu po raz pierwszy stworzono całkowicie syntetyczny genom bakterii Escherichia coli to jest bakteria, która jest starą znajomą, a genetyków biologów molekularnych, bo była 1 z pierwszych organizmów, na których badania genetyczne były prowadzone była tą bakterią tym organizmem, na której odkrywano jak działa kod genetyczny jak regulowane są geny do tej pory jest używana w laboratoriach całego świata myślę, że taka wygodna czy inaczej jest łatwa w hodowli jest wygodna testy laboratoryjne są całkowicie bezpieczne całkowicie niegroźne one zresztą też takie bakterie można znaleźć w naszym przewodzie pokarmowym istnieją też szczepy bakterii coli, które są bardzo daleki od tych naszych laboratoryjnych, które mogą być niebezpieczne, które mogą powodować różnego rodzaju zatrucia pokarmowe, ale te akurat są całkowicie niegroźne są doskonale poznany bardzo łatwe w hodowli bardzo łatwe w manipulacjach, więc są takim naszym modelowym układem i ich dna i czy o około 4  000 000 takich znaków, czyli jest czterokrotnie większy od tych pierwszych bakterii syntetycznym genomem, więc nie jest pierwsza, ale jest jak do tej pory największa to idzie w tej chwili bardzo szybko rósł mniej więcej w połowie drogi Peace nad stworzeniem syntetycznego genomu drożdży, czyli komórki eukariotycznej takiej zadbają o to jak nasz aktualny jak nasze komórki życia znacznie prostsza to już jest kilkanaście chromosomów 12  000 000 nowych neonów dna dziś takich więcej w połowie Dead Peace TP TVN itp, ale to nie jest jedyne co co zrobiono, dlatego że nie chodziło tylko o to, żeby stworzyć kolejnej większej syntetyczny genom wtedy nie byłoby to aż takim przełomem w zasłużyło na publikację oczywiście Galliano o tym, donosił, ale publikacja naukowa ukazała się właśnie dopiero co naj twardszy dżin w tym najbardziej prestiżowym czasopiśmie naukowym pochodziło jest to coś innego tutaj chodzi o próby przeprojektowania tego genomu i zmiany kodu genetycznego od umowy o odrobinę wyjaśnienia na początek, bo nie wszyscy te pojęcia ze szkoły pamiętają, a one dosyć często są mylone z dna organizmu w tych literach, a te GC w tym czy po literowym alfabecie zapisany jest to co nazywamy informacją genetyczną teraz to co ta informacja genetyczna robi w ogromnym uproszczeniu, bo tam jeszcze wtedy wiele innych procesów to jest to z tyłu jest syntezą Białek białka to są cząsteczki, które budują nasze komórki, które prowadzą wszystkie reakcje chemiczne, które odpowiadają za to syntetyczną vany są w komórkach inne związki, które odpowiadają za to wykuruje się porozumiewają między sobą i t d . takie białka zbudowane są z takich klocków zwanych aminokwasami, których jest 20 rodzajów i na wkład taki białko może mieć od 100 do kilku tysięcy takich klocków każdy z nich 1 z 20 tomów esejów wyobrazić ile jest możliwych kombinacji nigdy w historii ziemi nie zbliżyliśmy się nawet do wypróbowania wszystkich wszystkich możliwych kombinacji i kod genetyczny to jest to w jaki sposób te klocki aminokwasy budujące białka i ich kolejność jest zapisywana tym 4 gitarowym Alfa beta Rd, czyli testy rodzaj instrukcji 102 i rodzaj typ rodzaj słownika, jakby w, jaki sposób wytłumaczyć ten 4 ludzi ideowych alfabet dna na dwudziestą literę owych alfabet białka zresztą proces, w którym to się dzieje w biologii nazywamy translacji uczynić dosłownie tłumaczeniem i oczywiście nie może to być 1 do 1 no bo tu mamy 4 możliwości tu mamy 20 możliwości, jeżeli set trochę sięgniemy do takich szkolnej matematyki to zauważymy, że nawet, jeżeli będziemy brali dwójkami i te litery dna to też nam nie wystarczy, bo 4 × 4 to nam da w 16 możliwości ciągle jest za mało, więc musimy żebrać trójkami takie trójki nukleotydów trójki liter dna odpowiadają za poszczególne aminokwasy i teraz znowu prosta matematyka omówienie w deszczowy poranek, ale sennie, ale z alei Andersa mówi nam, że mamy 64 takie możliwości i teraz z tych 64 możliwości w 61 mówi nam o tym, który z tych 20 aminokwasów będzie wstawiony te 3 pozostałe to są takie znaki stop mówiące, że to już koniec tego tego białka to łatwo zauważyć, że skoro 61 możliwości daje 20 możliwości to czasami jest tak równe trójki będą dawały ten sam aminokwasów to jest zawsze jednoznaczne ta sama trójka zawsze ten sam aminokwasów, ale główne drogi te same miny gesty trochę tak jak w języku, którym się posługujemy na co dzień mamy synonimy różne słowa, które oznaczają tak naprawdę to samo i tutaj też te trójki dają synonimy i wszystkie te synonimy są wykorzystywane i to co zrobiono w tej bakterii jest absolutnie fascynujące to jest to uproszczono ten system uproszczoną zabrano mu kilka z tych synonimów także z tych 64 w kombinacji w zupełnie wyeliminowano to dalej funkcjonuje tak jak powinno dlatego nadal to aż nadto wystarczy też 61 trójek, ale te 3 trójki synonim takie będące synonimami 2 odpowiadające za 1 z 2, odpowiadając za 1 z aminokwasów i 1 z 3 znaków stop zostało, jakby uwolnione w tym syntetycznym genomie w ogóle nie w ogóle nie występują, czyli tak, jakbyśmy skonstruować język, który upraszcza my np. dla kogoś uczącego się nowego języka, eliminując część synonimów tak, żeby tylko jedno słowo było na 1 jedno oznaczenie pułk jeszcze nie jest skrajnie uproszczony i zresztą pracuje się już nad i wprowadził powstaną bakterią taką, która będzie wykorzystywała niż 61 w bo to na razie mamy redukcje w 64 kombinacji do 61 już są prace zaawansowane nad taką, która będzie miała tylko 57 i tej bakterii Escherichia coli to nie szkodzi ona jakoś sobie, że jest zdrowa ona sobie żyje ona żyje i dzieli się namnaża się trochę wolniej od takiej zupełnie normalne i tzw. dzikiej mniej więcej 1 , 5 raza wolniej, czyli nie wygra konkurencji w naturze z tą logiką, ale w laboratorium będziemy w stanie ją utrzymywać i to musi być punkt wyjścia do dalszych bardzo ciekawych manipulacji, o których może potem powiemy, ale najpier w jeszcze chciałem wiedzieć dlaczego, dlaczego w ogóle zdecydowano się to zrobić sympatyzujący od zera prawda jest taka, że to zapraszamy, że pan powiedział po skrócie informacji Radia TOK FM, dlaczego w ogóle tak kombinować z dna taki n p . Escherichia coli opowie nam prof. Paweł golić się już za kilka minut teraz jest 1118 za chwilę skrót informacji Karolina Głowacka przy mikrofonie w naszym studiu pan prof. Paweł Golik genetyk dzień dobry czas, by profesorze rozmawiamy o tym co wydarzyło się na Uniwersytecie Cambridge inny to jest celem jest zmiana przeprojektowanie nel dna bakterii Escherichia coli nie nowość czy mamy do czynienia, z czym jedno z nowym życiem sztucznym życzył nowym gatunkiem sztucznym życiem bym tego nie nazwał to dobrze dlatego tak, kto to dobrze brzmi, ale trzeba pamiętać o tym, żeby stworzyć życie nie wystarczy przepisać genom pożycza twoją jest jeszcze cała ta maszyneria komórkowa, która umożliwia dna funkcjonowanie tego nie potrafimy jeszcze stworzyć od zera w probówce, więc to jest jak na razie w tak obrazowo mówiąc to różnica między napisaniem nowego oprogramowania zbudowaniem komputera prawda na razie zmieniliśmy system operacyjny w tym komputerze, ale jeszcze komputery jeszcze musimy mieć skądinąd w i dlaczego to jest ciekawe, dlaczego zostało przeprojektowane, żeby uwolnić te, by uprościć ten sposób tłumaczenia z dna na białka trzeba było wprowadzić zmiany w 18  000 miejsc więcej do tego jeszcze Escherichia coli balet co oszczędnie wykorzystuje miejsce w swoim dna w odróżnieniu od człowieka, który ma tam mnóstwo śmieci to efekt ich jako biurowiec jest bardzo oszczędna i niektóre geny nakładają się na siebie, więc nie można się bezkarnie zmieniać tych domów, bo się przy okazji ta była tendencja będzie się działa ono zawierać oni będą oni to rozdzielić te nakładające się dymy geny rozdzielili, więc to już było nie tylko przeprojektowanie kodu genetycznego, ale też i pchają, bo pani genomu i przy tak daleko idących zmianach po prostu przy obecnych technologiach i prościej jest napisać od początku i wprowadzać 18  000 poprawę jak to w ogóle zrobić fizycznie trudno, bo od dna, a to nie jest im coś co lata powieść cud tylko mamy do czynienia z chemicznym związkiem lekarz robić takie szczypce są, że to się układa wycina w gminie denerwuje mnie tutaj jak to zwykle w biologii wykorzystuje się kombinacje metod chemicznych i tego co Youth wytworzyła ewolucji, a więc fragmenty dna można syntetyzować po prostu odczynników chemicznych laboratorium ograniczenie jest takie, że te fragmenty są te, które można syntetyzować są stosunkowo krótkie mogą liczyć kilkaset do kilku tysięcy zlotych i te, żeby poskładać tego miliony trzeba posłużyć się żywymi komórkami, które mają proces zwany jest kombinacją, który polega na tym, że fragmenty dna mogą być w komórkach cięte i łączone i tymi hołdujemy od dosyć dawna manipulować kierować tutaj takim bardzo dobrym myśliwym urządzeniem, które służy nam do tego właśnie tasowanie i łączenia kawałków dna są komórki do w tych, w których ten proces jest bardzo wydajny w związku z tym najpier w syntetyzuje się też takie krótkie kawałki zupełnie metodami chemicznymi potem, wykorzystując komórki drożdży tych bakterii, ale tu akurat wykorzysta mody off de składa się je większe fragmenty te większe fragmenty miały około 21 000 000 nukleotydów je wprowadza się do komórek bakterii, a potem, wykorzystując to odczuł brak jest odpowiednikiem procesów płciowych, czyli tzw. koligacje z takich bakterii, z których każda ma mniej więcej 1 i 16 dna wymienioną na syntetyczne składa się już procesami takimi biologicznymi krzyżówkami takie, które mają kompletny ten tanga będą wymienione w tym miał pan od razu odpowiedział na pytania, które sobie szykował, bo nie bardzo, bo osoby w stanie wyobrazić, że oto naukowcom udałoby się właśnie skonstruować takiego dna na innej co z tym zrobić, owszem, aby to w sali my nie dostawszy się przed 2 tajna nazwa zawsze tutaj elementem naszej pracy są są żywe komórki taka nanotechnologia, jaka powstała w ciągu miliardów lat ewolucji dla nas jeszcze jest nie do odtworzenia nie do osiągnięcia zresztą od strony ewolucji to też jest bardzo ciekawe, bo tu oczywiście się pojawiać pytania, a po co to o PIT wiele do 1 maja, jeżeli tak weźmy bawi się w pana Boga do zera dowiedzieć się 3 czy możemy się da prawda tak jak ludzie pytani o to dlaczego wspinają się na wysokie góry mówiono, bo one tam są prawda to mniej więcej naukowcy też mają dosyć podobne podejście, ale tu jednak jest i dużo możliwych rzeczy, które możemy się dowiedzieć o funkcjonowaniu komórek i trochę możliwych zastosowań praktycznych, czego się możemy dowiedzieć przede wszystkim możemy się próbować dowiedzieć tego jak bardzo możemy w tym kodzie genetycznym grzebać, czyli jak bardzo ten sposób tłumaczenia tych liter dna na aminokwasy może odbiegać od tego co znajdujemy w naturze jeszcze działać to się wiąże z 1 z 1 bardzo fascynującą obserwacją mianowicie ten kod jest zasadniczo taki sam u wszystkich znanych organizmów np. litery te o CIT oznaczają aminokwas Celinę i bakterii Escherichia coli u człowieka rośliny w udo Wda u ośmiornicy praktycznie wszystkich znanych organizmów te, a oznacza stop też u wszystkich znanych organizmów i teraz pytanie, dlaczego odpowiedzią, która wydaje nam jego przodka tak i odpowiedzią na 7 tys taka, że mamy wspólnego przodka w to odziedziczyliśmy po wspólnym FOT u wszystkich obecnie żyjących organizmów, ale tu pojawiają się rozważania, a ile było takich możliwości czy powiedzmy to jest jedyna z tysięcy 3 milionów możliwych kombinacji takiego kodu genetycznego w tym być mowy jest coś w niej co powoduje, że jest lepsza i skuteczniejsza od innych może tych pierwotnych pierwotnych najbardziej pierwotnych organizmów było więcej było gorzej poodpadały, a nie znał je właśnie tutaj dostajemy do ręki narzędzie do zbadania tego, bo możemy się teraz próbować przeprojektować ten kod genetyczny z żyjących organizmach i zobaczyć czy to będzie działało to dopiero zaczynamy dostawać do ręki narzędzie do weryfikowania tych wszystkich hipotez, ale nie tylko w normalnych komórkach, w których każda z tych kombinacji 64 kombinacji do czegoś służy mamy stosunkowo wąskie pole manewru, bo nie możemy wykorzystać którejś z tych kombinacji do czegoś innego, bo każda z nich jest potrzebna teraz mamy bakterie, które radzi sobie mając 61 kombinacji, czyli mamy 3 wolne kombinacje, której nie są do niczego potrzebne co możemy dać nowe zadania tak możemy dać nowe zadania możemy np. wyobrazić sobie, że przeprojektować tę komórkę w dalszym etapie tak, żeby ona w dodatkowo jeszcze produkowała jakich białka, które będą miały tu zbudowane nie w 20 lat z 20 jadem 2223 różnych aminokwasów takich, które w naturze nie występują i one mogą się nam do wielu rzeczy przydać np. mogą być antybiotykami, które będą nam pomagały zwalczać bakterie chorobotwórcze wiemy, że zaczynają nam się kończyć pomysły należy na ich zwalczanie, bo one ewoluują szybciej niż my tworzymy nowe nowe antybiotyki i to może być bardzo obiecujące mogą one być mogą one produkować substancję o jakimś charakterze leczniczym Czechow przydatne w przemyśle w biotechnologii tutaj pomysłów jest długa, bo w na razie to jest to są wszystko spekulacje, bo na razie dopiero zrobiliśmy miejsce na te wszystkie pomysły, ale już autorzy tego artykułu dopiero co opublikowanego w NHL piszą w kolejnym etapem, którym chcieliby się zająć byłoby właśnie wykorzystanie tych zwolnionych w słowniku miejsc na stworzenie alfabetu użycia w bo to jest to co mu dokonanie naukowcy na kamery 3 jest elementem lub działki biologia syntetyczna tak to jest to stać i to jest chyba stosunkowo nowa prawda to się dopiero rozwija własną Shell to się dopiero rozwija tłumaczy do biologii syntetycznej mamy bardzo różne podejścia i bardzo bardzo różne bardzo różne pomysły, bo tutaj chodzi o coś co będzie krokiem dalej niż to co znamy od początku lat siedemdziesiątych co nazywamy inżynierią genetyczną inżynieria genetyczna polega na tym się izolujemy gen jakiegoś organizmu coś w nim zmieniamy albo nie wprowadzamy do tego samego albo do innego organizmu i to jest metoda, którą już znamy właśnie od 40 lat, ale to jest metoda, gdzie bierzemy 1 gen coś w nim zmieniamy wprowadzamy 1 z pojedynczymi ciosami 2 SA mit lat, czyli stosunkowo niewielkie zmiany prawda zmiany o charakterze bardziej kolektor z kimś, a tu chcielibyśmy już nie tylko dokonywać korekty tekstów, które wytworzyła ewolucja, ale pisać zupełnie nowe teksty tym samym językiem czy trochę zmienionym językiem to jest ogromne wyzwanie dlatego trzeba jeszcze umieć zrozumieć jak te elementy ze sobą współdziałają to jest z kolei program tego co nazywamy biologią systemów i mamy tutaj 2 możliwe podejścia jedno takie jak czego przykładem jest ta praca z mWIG, czyli wziąć w system już funkcjonujący w taki jak genom bakterii i próbować go przed projektowych Touch zmieniać go, ale jest też drugie podejście, który jest wykorzystywany od jakiegoś czasu to jest zidentyfikować poszczególne elementy tego systemu dobrze zrozumieć jak działają geny nie tylko co hodują, ale też w jaki sposób są regulowane co je uruchamiać swoje cicha i t d. opisać matematycznie logicznie i teraz mają z bibliotek takich elementów tak jak elektronik ma szufladę, w której ma kondensatory tranzystory dziś stoi buduje składa sobie z nich różne obwody tak my możemy z tych elementów biologicznych, jeżeli one są dostatecznie dobrze opisane próbować konstruować nowe obwody od dołu to są tzw. podejścia od góry, czyli od już istniejącego skomplikowanego systemu jest to co jest w omawianym artykule albo od dołu wychodząc od pojedynczych klocków wkładać nowe kombinacje taka biologia systemów działa już od kilkunastu lat głównie na bakteriach, bo tam te geny są łatwiejsze do pisania, chociaż w tych robi się to nad Eufrat i projektuje się do oferty na wkład zupełnie nowymi możliwościami i chemicznymi to jest bardzo ciekawe też, dlatego że w dół podejście naukowców również od tego tradycyjnego, gdzie zamykamy się patent czujemy i t d. przypomina trochę to co dzieje się w Ełku otwartego oprogramowania open-source obdarowanej z wymianą informacji ze wspólnymi bibliotekami ze wspólnymi standardami to jest bardzo młoda dziedzina, w której bardzo chętnie biorą udział młodzi naukowcy studenci doktoranci są takie konkursy i ilościowa brane są takie konkursy maszyn genetycznych Aidem, w których z sukcesami startowali też studenci naszego wydziału biologii Uniwersytetu gwarantujemy wykonywanie profesorze mówił pan o tym, że mam inne na początku erze konto dokonanie w Cambridge jest o tyle ciekawe, że dotyczy właśnie bardziej skomplikowanego organizmu to jak skomplikowane organizmy będzie można w ten sposób projektować wody bakterie no dobra to jeszcze jakoś tam przełknie mamy jesteśmy na dobrej drodze dołącz do drożdży jest taki projekt i dalej odrzutowce u drożdży 20 właśnie tak znów uda mi terminologia informatyczna druga wersja przeprojektowana awersja do Wdy co ciekawe ona zostaje przeprojektowana tak, żeby potem bardzo łatwo można było ją aranżować zmieniać tak dalej te geny ustawia się tam w taki sposób, żeby można było bardzo łatwo potem dalej nimi manipulować oczywiście domyślam się wychodzi pani o komórki takie jak komórki człowieka w dół jest to dużo bardziej skomplikowane, dlatego że w genom Mach wielokulturowych okazjom słów poza samym zapisem informacji w dna krytyczna jest to w jaki sposób to jest regulowane, które geny są wyciszone, które geny są aktywne i to n p . bez prawidłowej informacji o tym co ma być wyciszone co ma być aktywne to się odbywa w ten sposób, że dna w kompleksach z pewnymi działkami jest także zwijany w ciaśniejszy jak kłębki, które są wyciszone albo wplątany w w ten sposób, że jest do niego dostęp to się te mechanizmy regulacyjne nazywa się mechanizmami epi genetyką zmieni one są bardzo ważne nawet drobne zakłócenia tego powodują np. w zarodek się nie rozwinie i tu nie wystarczy z syntetyzować dna Lobo skoro potrafimy 4 miliony ich dziecko 10 lat temu zrobiliśmy 1 000 000 teraz zrobiliśmy 4  000 000 no to za kilka kilkanaście lat, gdzie miliarder dojdziemy, ale do tego, żeby móc to jeszcze odpowiednio wyregulować właśnie tymi mechanizmami zapis genetyczny nie do tego jest jeszcze bardzo daleko ja nie potrafi powiedzieć, kiedy do, czego boi się pani, dlaczego ja to pytam, dlatego że wszelkie modyfikacje genetyczne powodują głów wielu osób odruch obronny nie nie róbcie tego natura taka, jaka jest dobrze, a wy tutaj grzebiecie w tym dna apteki w tej chwili pełne są leków, które uzyskujemy dzięki zmodyfikowanym genetycznie bakterii np. insulina wiele nowych leków przeciwnowotworowych jest wykorzystywany dzięki inżynierii genetycznej to jest narzędzie jak każde narzędzie może być wykorzystane do czegoś co jest dobre i do czegoś co jest straszne to on nie zależy od tych od narzędzia to niezależnie od nauki to zależy od tego w jakim świecie to narzędzie będzie wykorzystywane, a ten świat jest kształtowany przez politykę przez ekonomię póki jeszcze mamy na to wpływ choćby, głosując tak jak za tydzień po to, możemy w ten sposób nasze, bo to od nas zależy jak narzędzia dostarczane przez naukę będą wykorzystywane prof. Paweł Golik dyrektor Instytutu genetyki i biotechnologii wydziału biologii Uniwersytetu Warszawskiego dziękujemy bardzo pani Ewa Zwiń «

PODCASTY AUDYCJI: SOBOTNI MAGAZYN RADIA TOK FM - KAROLINA GŁOWACKA

Więcej podcastów tej audycji

POPULARNE

DOSTĘP PREMIUM

Z Dostępem Premium TOK FM odsłuchasz każdy podcast! Wybierz pakiet Aplikacja i WWW - słuchaj gdzie chcesz i kiedy chcesz!

Kup teraz

SERWIS INFORMACYJNY

REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA