Bilim dünyasında çığır açan bir gelişmeyle, dünya üzerindeki tüm canlılardan daha rafine ve üzerinde daha fazla değişiklik yapılmış bir genetik koda sahip bir bakteri üretildi. Syn57 adı verilen bu sentetik Escherichia coli türü, milyarlarca yıldır tüm bilinen organizmaların kullandığı 64 şifreli koddan (kodon) yalnızca 57'sini kullanarak kendi yapısını oluşturacak şekilde tasarlanmış.
Yaşamın yapı taşlarını oluşturan genetik kod, üçlü nükleotidlerden oluşan 64 farklı kodonun dilinde yazılıdır. DNA ve RNA'mızı oluşturan bu 'üç harfli' kodonların uzun dizileri, hücrelerimize sıradan maddeyi yaşamın yapı taşları olan ve proteinleri oluşturmak için sıralanan amino asitlere dönüştürme talimatını verir.
Hücreler protein oluştururken, hangi amino asitin ne zaman ekleneceğini ve ne zaman duracağını bilmek için bu 64 nükleotid üçlüsünden oluşan kodon dizisini 'okur'. Ancak bu sistemde bazı açıklanamayan tekrarlar bulunmaktadır. Tüm doğal canlılar ihtiyaç duydukları proteinleri yalnızca 20 amino asit ile üretebilir, bu da birçok kodonun eşanlamlı olarak tekrarlandığı anlamına gelir.
Syn57, bu görünüşte gereksiz görünen kodonlardan bazılarını ortadan kaldırıyor. Diğer ekipler de bu hedefe ulaşmak için çalışmaktaydı, ancak Birleşik Krallık'taki Tıbbi Araştırma Konseyi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı'ndan bir ekip, bir yaşam formunu 57 kodona indiren ilk ekip oldu. Bu, önceki 61 kodonlu genom başarısını geride bırakan bir rekor niteliğinde.
Araştırmacılar, tüm genomu sıfırdan tasarlayarak, serin amino asidiyle ilişkili altı kodondan dördünü, alanin kodonlarından ikisini ve bir 'durdur' kodonunu ortadan kaldırmayı amaçladı. Bakterinin genomunda bu gereksiz kodonların göründüğü yerlere, aynı talimatları veren eşanlamlı kodonlar yerleştirildi. Bu süreç, genetik kodda 101.000'den fazla değişikliği gerektirdi. İlk olarak bilgisayarda 100 kilobaytlık parçalar halinde planlanan bu değişiklikler, ardından genleri birleştirme gibi zahmetli bir çalışmayla hayata geçirildi.
Mikroplara temelden zararlı değişiklikler yapmadıklarından emin olmak için ekip, sentetik genomun küçük parçalarını canlı bakterilerde adım adım test etti ve nihayetinde son, tamamen sentetik türü oluşturmak için bir araya getirdi.
Bu devasa çaba, yaşamın önemli ölçüde sıkıştırılmış bir genetik tasarımla hayatta kalabileceğini gösteriyor. Ayrıca, kalan kodonların farklı görevler için atanmasına potansiyel olarak alan açıyor. Ekip, basın açıklamasında, "Syn57'nin daha fazla standart dışı amino asit eklemek için daha fazla alan sunduğunu ve genetik kodu daha da genişletmek için daha büyük fırsatlar sunduğunu" belirtti. Bu durum, araştırmacıların yenilikçi sentetik polimerler ve makro döngüler geliştirmesine olanak tanıyacak.
Syn57'nin 'standart dışı' genetik kodu, hücre protein üretimini devralarak çalışan 'doğal' mikroorganizmalar ve virüsler tarafından okunamaz olacağından, bu bakteri enfeksiyonlarına karşı dirençli olabilecek. Bu, virüs salgınlarının büyük bir aksaklık olduğu endüstriyel protein 'tarımında' maliyetleri düşürmeye yardımcı olabilir. Ayrıca, okunaksız genom, genetiği değiştirilmiş bakterileri etkili bir şekilde sterilize edebilir. Bu, modifiye edilmiş genlerin doğal çevreye yayılmasına ilişkin endişeleri gidermek için cazip bir olasılık sunuyor.
Ekip, "Sentetik organizmalarımızdan bilgi kaçışını önleyebiliriz" diyerek bu başarıyı vurguluyor. Yaptıkları bu çalışmanın, genom sentezinin organizmaların genom dizilerini doğal yaşamın erişemediği yeni sekans uzaylarına nasıl taşıyabileceğini gösterdiğini belirtiyorlar.
