Учени от Великобритания планират да създадат синтетична човешка ДНК от нулата

Британски изследователи стартираха проект за създаване на човешки генетичен материал от нулата в опит да научат повече за това как работи ДНК.

Учените в проекта „Синтетичен човешки геном“ (SynHG) ще прекарат следващите пет години в разработване на инструменти и ноу-хау за създаване на дълги участъци от синтетична ДНК в лаборатория. Тези участъци ще бъдат интегрирани в живи клетки, за да се разбере как работи ДНК.

Въоръжени с тези знания, учените се надяват да разработят радикално нови лечения за заболявания, като например разработване на живи клетки, устойчиви на имунна атака или определени вируси, които биха могли да бъдат трансплантирани на пациенти с автоимунни заболявания или увреждане на черния дроб поради хронични вирусни инфекции.

„Информацията, получена от синтезирането на човешки геноми, би могла да бъде пряко полезна при създаването на лечения за почти всяко заболяване“ — казва професор Джейсън Чин, който ръководи проекта в Лабораторията по молекулярна биология (LMB) на MRC в Кеймбридж.

Първата чернова на човешкия геном беше обявена преди 25 години — постижение, което постави основите на продължаващата генетична революция. Въпреки че технологията за четене на геноми се е развила бързо, реконструирането им се оказа по-трудно.

В проекта SynHG изследователите ще започнат със създаването на секции от човешки хромозоми и ще ги тестват върху човешки кожни клетки. В проекта участват екипи от университетите в Кеймбридж, Кент, Манчестър, Оксфорд и Импириъл Колидж Лондон.

Екипът на Чин наскоро синтезира пълния геном на бактерията E. coli. Той съдържа около 4,5 милиона базови двойки, представени от G, T, C и A, докато човешкият геном съдържа повече от 3 милиарда базови двойки.

„В генома има много региони с неизвестна функция, понякога наричани „тъмна материя“ на генома. Идеята е, че ако геномът бъде успешно изграден, тяхната функция може да бъде разбрана“ — казва д-р Джулиан Сейл, ръководител на екипа в LMB. 

Професор Иън Брасингтън, който изучава етиката на генните технологии в Университета в Манчестър, заяви, че работата може да доведе до създаването на синтетични версии на митохондриите. Те биха могли да се използват за предотвратяване на предаването на митохондриалните заболявания от жените на децата им. „Бъдещата майка все още ще трябва да премине през процедурата по извличане на яйцеклетки и ин витро оплождане, но вече няма да се нуждаем от донор, така че ще намалим наполовина броя на жените, които ще трябва да преминат през тази процедура“ — казва той.

Но технологията носи рискове, добавя Брасингтън. Тя би могла потенциално да създаде бактерии, които могат да преработват нефтохимикали, което би могло да бъде полезно за разграждането на пластмасовите отпадъци. „Ако тези микроби бъдат освободени в околната среда, това може да бъде катастрофално“ — казва той. Химици вече са установили, че E. coli може да бъде накарана да произвежда парацетамол от материал, намиращ се в пластмасовите бутилки.

Друг етичен проблем е свързан с „дизайнерските бебета“ – родителите биха могли да използват технологията, за да избират чертите на детето си, преди то да се роди. Брасингтън предполага, че в бъдеще известните личности биха могли дори да започнат да „лицензират“ части от генома си, за да позволят на други да копират гените им.

„Възможно е да има и ситуации, в които мъж открива, че е „генетичният“ родител на дете, за което не е знаел нищо. SynDNA ни позволява да си представим ситуация, в която реплика на нечия ДНК може да бъде използвана за създаване на дете без никакъв клетъчен принос“ — добавя Брасингтън. 

През юни Google DeepMind представи нов модел за секвениране на ДНК — Alpha Genome. AlphaGenome по-пълно и точно предсказва как отделните варианти или мутации в човешките ДНК последователности влияят върху широкия спектър от биологични процеси, които регулират гените. Това стана възможно, наред с други неща, благодарение на техническия напредък, който позволява на модела да обработва дълги ДНК последователности и да произвежда прогнози с висока резолюция. Компанията се надява, че изкуственият интелект ще помогне за разбирането на структурата на генома и последствията дори от малки промени в ДНК.