پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری

با داشتن اولین سلول دارای حیات مصنوعی به عنوان یک مدل پژوهشی که JCVI-syn1  نامیده می‌شود، دانشمندان مشغول تحقیق بر ژن‌های حیات بخش هستند. این سلول 901 ژن دارد که تقریبا با بار ژنتیکی باکتری  Mycoplasma mycoides یکسان است زیرا این باکتری در داخل یک سلول میزبان از زندگی اشرافی خود لذت می برد! ژنوم این باکتری ها کوچک است نه به خاطر ابتدایی بودن بلکه به علت تکامل از سلول‌هایی که تنها چند هزار ژن داشته‌اند. از آنجا که این باکتری به صورت انگل در بدن یک میزبان پستاندار زندگی می‌کند تعدادی از ژن‌های خود را از دست داده است زیرا در محیطی زندگیش که همان سلول‌های میزبان است تمام عواملی که برای ادامه حیات به آنها وابسته است یافت می‌شود.

در واقع این سلول ها راه زیادی را از تکامل طی کرده‌اند و پژوهشگران در انستیتو وانتر شرایطی را فراهم آورده‌اند که از حجم مواد ژنتیکی این باکتری بازهم کاسته شود. پایه این تحقیق به این صورت است که نوعی ژنوم مصنوعی که حدس زده می‌شود برای ایجاد حیات ضروری است در آزمایشگاه طراحی می‌شود، این ژنوم به گونه‌ای سازمان‌بندی شده که در هر زمان بتوان با مطالعه، قسمت‌های ضروری و غیر ضروری برای ایجاد حیات شناسایی شود. با این روش در سال 2010 یک ژنوم یک میلیون جفت بازی (واحد های تشکیل دهنده ملکول دی ان ای که پایه حیات است) سنتز شد و به درون یک باکتری بدون دی ان ای تزریق شد.

نتیجه ایجاد باکتری زنده با قابلیت تولید مثل بود. در ماه مارس سال میلادی جاری (2016) با روش یاد شده یک باکتری با محتوای ژنتیکی 531560 (تقریبا نصف حجم ژنوم باکتری سنتز شده در سال 2010)جفت بازی ساخته شد (JCVI-syn3.0). با مقایسه ژنوم این دو سلول پژوهشگران به این نتیجه رسیده اند که 256 ژن حداقل ممکن ژن‌های لازم برای خلق حیات است. علاوه بر 149 ژن با عملکرد ناروشن، تیم محققان کشف کردند که برخی از ژن‌ها عملکرد مشابه ژنی دیگر در ژنوم باکتری دارد بنابراین با حذف یکی از این ژن‌ها باکتری می‌تواند به حیات خود ادامه بدهد ولی با حذف هر دو باکتری از بین می‌رود.

تحقیقاتی از این  دست مانند ناوبری یک هواپیما به دست یک فرد ناشی است. اگر  عملکرد دستگاه‌ها و دگمه‌ها را ندانید ممکن است با فشردن اشتباهی آنها یکی از موتورها را از کار بیندازید ولی هواپیما با کمک موتور دیگر به پرواز ادامه می‌دهد و این تصور اشتباه پیش می‌آید که موتور از اهمیت چندانی برخوردار نیست. ارزش موتور زمانی مشخص می‌گردد که موتور دوم هم از کار بیافتد. استیو بنر، شیمی‌دان که خود در این پژوهش همکاری دارد می‌گوید تئوری‌های موجود درباره این که کدام ژن برای ایجاد حیات ضروری است الزاما سبب خلق حیات نمی‌شود.

برای القا زندگی به صورت مصنوعی در آزمایشگاه باید ژن‌هایی که برای زندگی ضروری یا نیمه ضروری‌اند شناسایی شوند. ژن‌هایی که ممکن است ما اصلا آنها را نشناسیم. بر اساس تحقیقات انستیتو  وانتر محیط زندگی اورگانیسم‌ها نقش بسیار مهمی در کد ژنتیکی زندگی دارند. به عنوان مثال سلول‌های مورد آزمایش می‌توانستند از فروکتوز و گلوکز تغذیه کنند و ژن‌هایی داشتند که توانایی مصرف هر دو قند را به آنها می‌داد. اگر در محیط هر دو قند موجود باشد و ژن‌های مصرف گلوکز از کار بیافتند، سلول همچنان به زندگی ادامه می دهد در این حالت می توان به این نتیجه اشتباه رسید که ژن مسوول متابولیزه کردن گلوکز برای حیات ضروری نیست، در این شرایط اگر ژن مصرف فروکتوز هم حذف گردد سلول میمیرد. مشکلی که در مطالعات زیستی، که اتفاقا در مورد ژنوم آدمی‌ هم وجود دارد این مفهوم است که می توان به یک ژن یا پروتئین ویژه یک عمل خاص را نسبت داد در حالی که ممکن است ژن مورد نظر عملکردهایی متفاوتی در مراحل مختلف داشته باشد.

زندگی بیشتر شبیه یک سمفونی است تا اجرای سولو یک تک ساز. به هرحال با انجام پژوهش‌های مشابه رفته رفته به دانش و آگاهی درباره ژن های لازم برای رشد، نمو و تقسیم سلولی نزدیک‌تر می‌شویم و به این ترتیب می‌توان سلول‌هایی ویژه ساخت تا در پژوه‌های مختلف پزشکی، صنعتی و کشاورزی به کار گرفته شوند. استراتژی بلند مدت طراحی و ساخت ارگانیسم‌ها به صورت سفارشی است که می‌توانند عملکرد خاصی داشته باشند، به عنوان مثال تولید یک ترکیب دارویی ویژه.