Syntetisk biologi gjer det mogleg å lage lange DNA-molekyl frå botnen av. Slik kan vi byggje inn nye eigenskapar i ei celle eller lage heilt nye celler.
Amerikanske forskarar ved J. Craig Ventar Institutt klarte i 2011 å forvandla ein organisme til ein annan ved å byta ut heile arvematerialen. Dette var den fyrste syntetiske bakterien som vart laga. Namnet vart Synthia.
Endring av DNA
Ved å etterlikne måten naturen nykombinerer DNA på, og leggje inn endringar er det mogleg å få cella til å lage nye protein eller endra utgåver av dei opphavlege proteina på ein slik måte at dei verkar saman i ei celle.
I dag blir bakteriar dyrka industrielt mellom anna for å framstille insulin og antibiotika til behandling av diabetes og infeksjonar. Fram til no har genteknologien gjort det mogleg å gjere endringar i enkeltgen ved hjelp av planlagde mutasjonar, tilfeldige mutasjonar eller ved å setje inn heile DNA-fragment med spesifikke kutte- og limeverktøy (restriksjonsenzym og ligasar). Denne framgangsmåten avgrensar talet på endringar i DNA-et i ei celle både teknisk og når det gjeld bruk av tid.
Syntetisk biologi – kan gi oss "alt vi treng"?
J. Craig Venter i eit nytt drivhus ved selskapet sitt Synthetic Genomics i California i juli 2010. Venter ønskjer å skape liv (bakteriar, algar og til og med plantar) som kan nyttast til industriell produksjon og mellom anna erstatte fossilt brensel.
Å bruke syntetisk biologi representerer ei enorm effektivisering i framstillinga av bakteriar med nye eigenskapar, men det kan òg bli vanleg å endre arvestoffet i dyr og plantar ved hjelp av denne teknologien. Ein kan tenkje seg at ulike celler skal kunne modifiserast til små biokjemiske fabrikkar for å lage nye materiale, medisinar og for å danne om solenergi til føremålstenlege energiberarar som dieselolje eller hydrogen. Sant å seie er det berre fantasien som set grenser for kva ein kan oppnå ved bruk av denne teknologien.
Synthia – ein syntetisk organisme
Den første menneskeskapte organismen, ein bakterie med klengenamnet Synthia, er laga ved hjelp av syntetisk biologi. Forskarane henta informasjon om baserekkjefølgja frå det opphavlege DNA-et til ein bakterie. Denne kan vi kalle modellbakterien. DNA-et til modellbakterien blei kopiert på ein datamaskin, og nokre basar blei endra for å vassmerkje DNA-et. DNA blei så laga syntetisk og sett saman til eit bakteriekromosom. Deretter greidde forskarane å erstatte det opphavlege kromosomet i ein annan bakterie med det nye dei hadde laga. Bakterien med det syntetiske DNA-et begynte så å lage protein, voks, delte seg og oppførte seg som modellbakterien. På den måten skapte forskarane opp att ein organisme som kan vekse og dele seg på eiga hand.
Mycoplasma mycoides har eit genom på over 1 million DNA-basar. For å lage dette genomet frå grunnen av gjorde forskarane følgjande. - sekvenserte DNA-et til bakterien - laga ei arbeidsteikning for den nye organismen - syntetiserte DNA-bitar i maskinar - sette desse saman til eit komplett kromosom i gjærceller - sette kromosomet inn i ei bakteriecelle. Samansetjinga av kromosomet skjedde som vist på figuren.
Ikkje heilt føreseieleg
Syntetisk mykoplasmabakterie.
Det er i dag mogleg å føresjå kva eigenskapar ei samanstilling av DNA vil føre med seg. Dette skriv seg frå at det langt på veg er kjent kva protein eller enzym ulike delar av DNA-et i ein organisme kodar for, og kva funksjon desse har i organismen. Nye kombinasjonar av DNA som stammar frå ulike organismar, vil likevel kunne føre med seg endringar vi ikkje greier å føresjå fordi vi veit for lite om korleis gena verker i samspel med andre gen.