Δημιουργήθηκε το πρώτο… τεχνητό χρωμόσωμα με συμμετοχή Έλληνα!

Ένα βήμα - ορόσημο στο πεδίο της βιολογίας έκαναν επιστήμονες από τις ΗΠΑ, τη Γαλλία, τη Βρετανία και την Ινδία, που κατάφεραν για πρώτη φορά να δημιουργήσουν εξ’ αρχής ένα πλήρως συνθετικό και λειτουργικό χρωμόσωμα, μία εξέλιξη που ανοίγει το δρόμο για νέες επαναστατικές καινοτομίες στο πεδίο της βιοτεχνολογίας και της ιατρικής κατά τις επόμενες δεκαετίες.

Τα συνθετικά χρωμοσώματα, που σχεδιάζονται με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, θα αποτελέσουν τη βάση για τη δημιουργία μελλοντικών συνθετικών μορφών ζωής (κατ’ αρχήν μικροοργανισμών και αργότερα φυτών και ζώων), με ποικίλες εφαρμογές όπως ο καθαρισμός του περιβάλλοντος από τοξικές ουσίες, η βιομηχανική παραγωγή νέων φαρμάκων, εμβολίων, βιοκαυσίμων, θρεπτικών ουσιών και άλλων «εξωτικών» υλικών.

Ενώ η κλασική γενετική μηχανική και βιοτεχνολογία μέσω γενετικής τροποποίησης περιορίζεται στην αλλαγή και την μεταφορά γονιδίων, η συνθετική βιολογία πηγαίνει παραπέρα, σχεδιάζοντας εξ αρχής και ανασυνθέτοντας τελείως νέο γενετικό υλικό - κάτι που όμως ορισμένοι σκεπτικιστές βλέπουν επιφυλακτικά λόγω των πιθανών επιπτώσεων στη Φύση, όταν οι άνθρωποι «μιμούνται τον Θεό».

Οι ερευνητές (μεταξύ των οποίων ο Μιχάλης Χατζηθωμάς του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς), με επικεφαλής τον γενετιστή Τζεφ Μπέκε του Ιατρικού Κέντρου Langone του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science", σύμφωνα με το BBC, το πρακτορείο Ρόιτερ και το "New Scientist", συνέθεσαν εξ αρχής ένα χρωμόσωμα ζυμομύκητα, ενώνοντας συνθετικά τμήματα DNA σε μια ενιαία αλληλουχία.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ένα πλήρως συνθετικό γονιδίωμα ενός τέτοιου μύκητα, που χρησιμοποιείται στη ζυθοποιία για τη ζύμωση της μπίρας (μαγιά), στην οινοποιία, στην αρτοποιία κ.α., το οποίο θα αποτελείται από 16 συνθετικά χρωμοσώματα, θα γίνει πραγματικότητα μέσα στην επόμενη τετραετία.

«Η έρευνά μας μετακινεί τη βελόνα στη συνθετική βιολογία από τη θεωρία στην πράξη. Η εργασία μας αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο βήμα μέχρι σήμερα στο πλαίσιο μιας διεθνούς προσπάθειας να δημιουργηθεί το πλήρες γονιδίωμα ενός συνθετικού ζυμομύκητα», δήλωσε ο Τζεφ Μπέκε. «Πρόκειται για το πιο εκτεταμένα τροποποιημένο χρωμόσωμα που έχει ποτέ δημιουργηθεί. Όμως το πραγματικό ορόσημο είναι ότι το ενσωματώσαμε στο κύτταρο ενός ζωντανού ζυμομύκητα και δείξαμε ότι τέτοια κύτταρα, που φέρουν το συνθετικό χρωμόσωμα, είναι απολύτως φυσιολογικά, όμως διαθέτουν νέες δυνατότητες», πρόσθεσε.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι πλέον σε θέση να σχεδιάσουν σε ένα υπολογιστή τις αλλαγές που θέλουν να επιφέρουν στο γενετικό δυναμικό ενός χρωμοσώματος και στη συνέχεια να το τοποθετήσουν μέσα στο κύτταρο της μαγιάς, προσδίδοντας στην τελευταία ιδιότητες που υπό φυσιολογικές συνθήκες δεν διαθέτει.

Το συνθετικό χρωμόσωμα ονομάζεται «synIII», επειδή αντικατέστησε το χρωμόσωμα Νο 3 από τα συνολικά 16 του κυττάρου του ζυμομύκητα. Το εγχείρημα χαρακτηρίστηκε «ανάβαση του όρους Έβερεστ» της συνθετικής βιολογίας, λόγω της πολυπλοκότητάς του, καθώς έπρεπε να συγκολληθούν με τη σωστή σειρά 273.871 «γράμματα» (βάσεις) του DNA και, παράλληλα, να αφαιρεθούν περίπου 50.000 που διέθετε το φυσικό χρωμόσωμα και θεωρήθηκαν περιττά.

Όπως είπε ο Τζεφ Μπέκε, «όταν αλλάζεις το γονιδίωμα, ρίχνεις ζάρια. Μία λάθος αλλαγή μπορεί να σκοτώσει το κύτταρο. Εμείς κάναμε πάνω από 50.000 αλλαγές στον κώδικα του DNA στο χρωμόσωμα και παρόλα αυτά ο ζυμομύκητάς μας έζησε και αναπαράχθηκε, πράγμα που δείχνει ότι το συνθετικό μας χρωμόσωμα είναι ανθεκτικό».