Ten artykuł przeczytasz w 3 minuty.
Genetyka to nie tylko łamigłówki z X i Y, ale przede wszystkim niezwykle nowoczesna nauka, dzięki której badamy szklane helisy, komputerowe komórki i DNA z czipa. Czy wiesz, że…
Można zbudować komórkę od zera
Naukowcy z Uniwersytetu Minnesoty stworzyli SpudCell, czyli system przypominający komórkę, zbudowany wyłącznie z dokładnie poznanych składników chemicznych [1, 2]. W przeciwieństwie do wcześniejszych projektów tego typu nie wykorzystano żywych komórek jako „bazy” – wszystkie elementy połączono od podstaw.
SpudCell potrafi rosnąć, kopiować swoje DNA i dzielić się na kolejne „pokolenia”. To pierwszy taki sztuczny system, który przechodzi pełny cykl komórkowy.
Choć niektórzy nazywają go pierwszą syntetyczną formą życia, jego twórczyni, urodzona w Polsce prof. Katarzyna Adamala, się z tym nie zgadza. Podkreśla, że SpudCell nie jest organizmem żywym, ponieważ do działania wymaga stałej pomocy.
Zespół badawczy liczy jednak, że w przyszłości podobne sztuczne komórki będą mogły produkować leki, biopaliwa lub inne przydatne substancje. Możemy spodziewać się wielu ciekawych innowacji w tym zakresie.
Niepozorna roślina bije rekord gigantycznym genomem
Największy znany genom na Ziemi należy do niepozornej rośliny o nazwie Tmesipteris oblanceolata, przypominającej niewielką paproć [3]. Jej DNA zawiera około 160 miliardów par zasad, czyli aż ponad 50 razy więcej niż genom człowieka!
To więcej niż u poprzedniego rekordzisty wśród roślin, Paris japonica, a także więcej niż u ryb dwudysznych, które mają największe genomy w świecie zwierząt.
Nadal nie wiadomo, jak komórki tej rośliny radzą sobie z tak ogromną ilością informacji. Większość jej DNA nie zawiera genów kodujących białka, dlatego odnalezienie w nim potrzebnych instrukcji przypomina szukanie kilku książek w bibliotece liczącej miliony tomów.
Sekwencjonowanie tak wielkiego genomu jest ogromnym wyzwaniem technologicznym. Obecne metody mogą nie wystarczyć do pełnego odczytania i złożenia wszystkich fragmentów DNA tej rośliny. Kto wie, co przyniesie przyszłość…
Koty pomagają w badaniach nad rakiem
Międzynarodowy zespół badawczy przeanalizował próbki nowotworów od prawie 500 kotów domowych [4]. Okazało się, że wiele mutacji odpowiedzialnych za rozwój raka u kotów występuje również u ludzi oraz psów.
Szczególnie interesujące były zmiany w genie FBXW7, które często pojawiają się zarówno w kocich nowotworach gruczołu mlekowego, jak i w ludzkim raku piersi. W obu przypadkach wiążą się one z bardziej agresywnym przebiegiem choroby.
Podobieństwa znaleziono także w nowotworach krwi, kości, płuc, skóry oraz układu nerwowego. Ponieważ koty żyją w tym samym środowisku co ludzie, mogą być narażone na podobne czynniki zwiększające ryzyko zachorowania.
To przykład podejścia „One Medicine”, które zakłada współpracę medycyny i weterynarii. Dzięki temu wiedza zdobyta podczas leczenia zwierząt może pomagać ludziom, a osiągnięcia medycyny człowieka mogą wspierać zdrowie zwierząt. To tylko jeszcze jeden powód, by kochać naszych futrzanych towarzyszy.
Fabryka DNA może funkcjonować na krzemowym czipie
Naukowcy z Harvardu opracowali krzemowy czip, który potrafi syntetyzować DNA za pomocą elektryczności i wody [5]. To może całkowicie zmienić sposób produkcji sztucznego DNA wykorzystywanego w biologii i medycynie.
Nowe urządzenie jednocześnie tworzy 64 różne sekwencje DNA. Zamiast używać dużych ilości niebezpiecznych rozpuszczalników chemicznych, korzysta z łagodniejszych reakcji enzymatycznych zachodzących w środowisku wodnym.
Kluczową rolę odgrywa prąd elektryczny. Pozwala on bardzo precyzyjnie sterować reakcjami chemicznymi w konkretnych punktach powierzchni czipa, dzięki czemu można budować wiele różnych fragmentów DNA równocześnie.
W przyszłości takie technologie mogą doprowadzić do powstania niewielkich urządzeń zdolnych do szybkiego „pisania” DNA w laboratoriach, szpitalach, a nawet w terenie.
DNA mamuta przetrwało 52 tysiące lat
Naukowcy odkryli, że DNA pewnego mamuta włochatego zachowało swoją trójwymiarową strukturę przez około 52 tysiące lat [6]. Było to możliwe dzięki wyjątkowemu procesowi wysuszenia i zamrożenia w wiecznej zmarzlinie.
Materiał genetyczny utworzył niezwykle trwałą strukturę przypominającą szkło, nazwaną chromoglass. Dzięki niej fragmenty DNA nie rozpadały się ani nie przemieszczały przez tysiące lat.
Badacze po raz pierwszy mogli dokładnie policzyć chromosomy mamuta. Okazało się, że miał ich 28 par, dokładnie tyle samo co współczesne słonie.
Odkrycie daje nadzieję, że w przyszłości będziemy mogli badać nie tylko wygląd wymarłych zwierząt, ale również aktywność ich genów i sposób funkcjonowania organizmu.
Komórki, które działają jak komputery, walczą z rakiem
Nowoczesne terapie przeciwnowotworowe często wykorzystują komórki odpornościowe uczone rozpoznawania raka. Problem polega na tym, że wiele białek obecnych na komórkach nowotworowych występuje także na zdrowych tkankach.
Firma Senti Bio, założona przez naukowców związanych z MIT, opracowuje komórki wyposażone w specjalne obwody genetyczne działające podobnie do bramek logicznych w komputerach [7].
Tak zmodyfikowane komórki mogą podejmować decyzje według zasady „jeśli/to”. Na przykład: zaatakuj komórkę nowotworową tylko wtedy, gdy nie ma ona cechy charakterystycznej dla zdrowych tkanek.
Dzięki temu leczenie może stać się skuteczniejsze i bezpieczniejsze. Naukowcy uważają, że inteligentne komórki wyposażone w biologiczne „oprogramowanie” mogą otworzyć drogę do nowej generacji terapii przeciwnowotworowych.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zajrzyj do innych artykułów z ciekawostkami 🔎🤯
Autorka: Wiktoria Siwińska