Co je syntetická genomika?
Syntetická genomika je pole biochemie zaměřené na vytvoření genomu - úplné shromáždění genetického nebo dědičného organismu organismu, které je nezbytné pro udržení života. Genom organismu je tvořen molekulami deoxyribonukleové kyseliny (DNA), které tvoří kód. Části tohoto kódu, nazývané geny, řídí tvorbu a interakce proteinů v buňkách organismu, což umožňuje fungování organismu. V syntetické genomice vědci manipulují a znovu vytvářejí genomy pro výzkumné účely nebo pro praktické aplikace v medicíně a výrobě biopaliv. Nukleotidy a sekvence DNA jsou vyráběny uměle pro různé biochemické aplikace, ale syntetická genomika je více zapojeným procesem. Abychom vytvořili funkční syntetický genom, přirozený genom muST být známa v plném rozsahu a buď přesně replikovat nebo upravit tak, aby nebyly ovlivněny žádné klíčové funkce.
V roce 2010 vytvořil výzkumný tým se sídlem v J. Craig Venter Institute v Rockville v Maryland první syntetický bakteriální genom. Bakterie, Mycoplasma Mycoides, má genom sestávající z jednoho milionu párů bází. Tým byl schopen replikovat přirozený genom bakterie pomocí synteticky produkovaných nukleotidů a zavést syntetický genom do buňky jiné bakterie a nahradit DNA bakterie syntetickou Mycoplasma Mycoides DNA. S novým genomem na místě začala buňka fungovat jako normální buňka Mycoplasma Mycoides, se všemi jeho funkcemi neporušenými.
Komplikace při syntéze genomu mohou snadno vzniknout v důsledku složitosti zúčastněných systémů. Například, pokud je jeden pár párů na místě nebo chybí, buňka nemusí funkce funkcevůbec. Podobně musí být správné biochemické procesy, kterými buňka čte a implementuje informace v DNA, a chemické interakce buněčného prostředí s DNA.
Syntetická genomická technologie může být přizpůsobena průmyslovým a komerčním aplikacím, jako je výroba biopaliva. Od roku 2011 některé společnosti zkoumají možnost vytvoření syntetických řas, které jsou účinnější než přirozeně se vyskytující řasy při zachycení a zpracování oxidu uhličitého do použitelných látek. Mnoho vědců se domnívá, že inženýrské řasy tímto způsobem mohou způsobit výrobu biopaliv nákladově efektivnější a komerčně životaschopnější.
Další projekty v syntetické genomice zahrnují syntetizující pouze část genomu pro modifikaci organismu pro použití v průmyslové nebo vědecké kapacitě. Příkladem je modifikace rostlinných genomů, aby byly plodiny odolnější vůči suchu nebo škůdcům. V medicíně mohou být mikroby geneticky změněny napůsobí jako léky pro určité nemoci nebo pomáhají při genové terapii.