Fagstoff

Syntetisk biologi

Publisert: 10.02.2011, Oppdatert: 04.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Den første syntetiske bakterien, kalt Synthia

Syntetisk biologi er en ny gren av genteknologien som gjør det mulig å lage eller syntetisere lange DNA-molekyler kjemisk fra grunnen av. Ved å sette sammen DNA på riktig måte kan man bygge inn nye egenskaper i en celle eller lage helt nye celler.

To beholdere med grønt vann (alger).Bioreaktor: dyrking av alger. 

 

Detaljert tegning av fluorescent xDNA.Syntetisk DNA – xDNA. Nyttig når nye celletyper skal utvikles. 

 

Plansje som viser framstilling av syntetiske bakterier.Synthia trinn for trinn. 

 

Mycoplasma mycoides har et genom på over 1 million DNA-baser. For å lage dette genomet fra grunnen av gjorde forskerne følgende: De

  • sekvenserte DNA-et til bakterien
  • laget en arbeidstegning for den nye organismen
  • syntetiserte DNA-biter i maskiner
  • satte disse sammen til et komplett kromosom i gjærceller
  • satte kromosomet inn i en bakteriecelle Sammensetningen av kromosomet foregikk som vist på figuren.

Endring av DNA

Ved å etterligne naturens måte å nykombinere DNA på og legge inn endringer er det mulig å få cellen til å lage nye proteiner eller endrede utgaver av de opprinnelige proteinene på en slik måte at de virker sammen i en celle.
I dag dyrkes bakterier industrielt blant annet for å framstille insulin og antibiotika til behandling av diabetes og infeksjoner. Fram til nå har genteknologien gjort det mulig å gjøre endringer i enkeltgener ved hjelp av planlagte mutasjoner, tilfeldige mutasjoner eller ved å sette inn hele DNA-fragmenter med spesifikke kutte- og limeverktøy (restriksjonsenzymer og ligaser). Denne framgangsmåten begrenser antallet endringer i en celles DNA både teknisk og når det gjelder tidsbruk.

Syntetisk biologi – kan gi oss "alt vi trenger"?

En mann står foran flere tanker med grønn væske.J. Craig Venter i et nytt drivhus ved selskapet sitt Synthetic Genomics i California i juli 2010. Venter ønsker å skape liv (bakterier, alger og til og med planter) som kan nyttes til industriell produksjon og blant annet erstatte fossilt brensel.Å bruke syntetisk biologi representerer en enorm effektivisering i framstillingen av bakterier med nye egenskaper, men det kan også bli vanlig å endre arvestoffet i dyr og planter ved hjelp av denne teknologien. Man tenker seg at ulike celler skal kunne modifiseres til små biokjemiske fabrikker for å lage nye materialer, medisiner og for å omdanne solenergi til hensiktsmessige energibærere som dieselolje eller hydrogen. Strengt tatt er det bare fantasien som setter grenser for hva man kan oppnå ved bruk av denne teknologien.

Synthia – en syntetisk organisme

Den første menneskeskapte organismen, en bakterie med klengenavnet Synthia er laget ved hjelp av syntetisk biologi. Forskerne hentet informasjon om baserekkefølgen i en bakteries opprinnelige DNA. Denne kan vi kalle modellbakterien. Modellbakteriens DNA ble kopiert på en datamaskin, og noen baser ble endret for å vannmerke DNA-et. DNA ble så laget syntetisk og satt sammen til et bakteriekromosom. Deretter greide forskerne å erstatte det opprinnelige kromosomet i en annen bakterie med det nye de hadde laget. Bakterien med det syntetiske DNA-et begynte så å lage proteiner, vokste, delte seg og oppførte seg som modellbakterien. På den måten gjenskapte forskerne en organisme som kan vokse og dele seg på egen hånd.

Ikke helt forutsigbart

Røde bakterier i en klump.Syntetisk mykoplasmabakterie.Det er i dag mulig å forutsi hvilke egenskaper en sammenstilling av DNA vil føre med seg. Dette skyldes at det langt på vei er kjent hvilke proteiner eller enzymer ulike deler av DNA-et i en organisme koder for, og hvilken funksjon disse har i organismen. Nye kombinasjoner av DNA som stammer fra ulike organismer, vil likevel kunne føre med seg endringer vi ikke klarer å forutse fordi vi vet for lite om hvordan gener virker i samspill med andre gener