Geneetiliselt muundatud bakterid hukkuvad inimliku hooleta
Üheks geneetiliselt muundatud organismide laiemat kasutamist piiravaks teguriks on olnud seni hirm, et täiendatud funktsionaalsusega eluvormid põgenevad oma ettenähtud kasvukeskkonnast ja hakkavad levima vabas looduses. Kaks sõltumatut töörühm on loonud nüüd bakterid, mis vajavad elus püsimiseks sünteetilisi toitaineid, seades nende levikule juba olemuslikult kindlad piirid.
„Tegu on esimese korraga, kui tegime genoomiüleseid muutusi, mis muudavad selle funktsionaalsust. Bakteritel on uus geneetiline kood, viiruste vastane resistentsus ja tähtsaimana, nad sõltuvad ebastandardsest aminohappest, mida võib leida vaid laboratooriumis,“ tutvustas töid Harvardi meditsiinikooli geneetik George Church. Kuigi looduses leidub teisigi asendamatuid valkude ehituskive, mida organismid ise sünteesida ei suuda, saavad nad neid hankida ümbritsevast keskkonnast.
Seni tehtud katsed viitavad, et võimalus geneetiliselt muudetud bakterite väljaspool soovitud paika jõudsalt paljunemiseks on praktiliselt välistatud. Vähemalt ei täheldatud märke kohandumisest kuni 20 päeva kestnud katsetes, mis hõlmasid kümneid miljardeid Escherichia coli rakke. „Teatud mõttes ei pea geneetiliselt muundatud baktereid väliskeskkonnast tänu loodud bioloogilisele barjäärile piinliku hoolega füüsiliselt isoleerima,“ märkis teise esitletud töö juhtivautor Farren Isaacs Yale'i ülikoolist.
Barjäär kaitseb samal ajal baktereid viirusnakkuste eest, mis kimbutavad regulaarselt mikroorganismide abil biokütuseid, piimatooteid ja erinevaid farmaatsiatooteid valmistavaid ettevõtteid. Church toob näitena biotehnoloogiaettevõtte Genzyme, mille kahele tehasele said viie aasta eest saatuslikuks perekonda Vesivirus kuuluvad patogeenid. Nakkuse kõrvaldamiseks kulus pea aasta, „See võib olla katastroofiline,“ nentis geneetik. Muudetud genoomiga baktereid ei suuda aga viirused geneetilises koodis nähtavate erinevuste tõttu niivõrd edukalt nakatada.
Bakterite loomiseks kasutatud tehnika toetub Churchi ja Isaacsi kahe aasta tagusele tööle. Toona pandi geneetiliselt muundatud bakter tõlgendama tavaliselt valgusünteesi lõpetamist märkivat DNA tripletti ehk nukleotiidikolmikut signaalina täiendada parasjagu ehitatavat valku ebahariliku aminohappega.
Värskes töös lähtusid nad aga kergelt erinevatest vaatenurkadest. Churchi töörühm võttis aluseks bakteri jaoks elutähtsad ensüümid ja lisas nendesse seejärel elemente, mis aitasid ensüümidesse paremini ebaharilikke aminohappeid põimida. Isaacs alustas seevastu bakterigenoomi järjestamisega ja otsis seejärel elutähtsatest geenidest piirkondi, kuhu saaks lisada triplette mõjutamata seejuures oluliselt pärilikkusaine lõikude poolt kodeeritavate valkude funktsionaalsust.
Hetkel on mõlemad töörühmad teinud katseid vaid bakteritega, kuid märgivad, et töö sillutab teed ka taime- ja loomarakkude muutmisele. „Need on muidugi suuremad väljakutsed, kuid mitte käeulatusest väljas. Näiteks taimedel on tavaliselt üheksa korda rohkem valke kodeerivaid geene. Samuti on taimerakkude jagunemise aeg veidi pikem, mis võiks protsessi veidi mõjutada. Ent põhimõtteliselt on see ilmselt tehtav,“ laiendas Isaacs.
Uurimused ilmusid ajakirjas Nature.