Материалы конференции Life Science
Вопрос, что такое минимальная клетка — приобрел еще большую актуальность.
Чем глубже становилось погружение в область системной биологии при исследовании метаболических потоков, реакций белков, их модификаций, взаимоотношений этих белков с транксриптами, чем больше исследователи аннотировали возможные транскрипционные факторы (ведь несмотря на то, что эти клетки минимальные, примерно 30-40% геномного контента в них относится к классу unknown), тем больше становилось понимание: довольно трудно определить, что такое минимальный сет, и он вряд ли является универсальным, что очень важно для биологов.
Редукционизм приводит к пониманию, что и в E. coli, и в микоплазме, и в какой-то другой бактерии (геном которой, например, 13 миллионов пар), белковая функция – это некий облачный атлас: белок может обладать почти теми же структурными особенностями, но его функция в данном контексте может либо существенно отличаться (от бытующей в традиционных представлениях), либо отличаться так, что приобретаются новые биохимические свойства.
Возвращаясь к вопросу о том, что такое синтетическая биология, можно сказать: ее определение вытекает из современного понимания сложности даже такого простого организма как клетка микоплазмы.
В минимальной клетке в природе 570049 нуклеотидов, около 340 генов, все остальное отключено либо убрано. Появились синтетические технологии создания таких геномов, но при этом непонятно, как это работает.
Редукционизм сам по себе был очень плодотворной идеей: разбирая клетку на отдельные компоненты, экстрагируя что-то в пробирки, удалось открыть очень много биологических эффектов: цикл Кребса, гликолиз и так далее. Но это все в общем-то реконструкция.
Стало понятно, что синтетическая биология на этом этапе может быть неким новым инструментом при создании тех или иных агрегатоподобных структур – больших олигомерных комплексов. Элиминируя оттуда, например, эффект трансляции или транскрипции, можно попытаться понять, насколько для того или иного комплекса, который существует темпорально и является не очень сильным, можно построить принципиально иную многомерную карту синхронизации процессов. Ведь биология до сих пор в основном изучает сильные взаимодействия – со слабыми она работает очень плохо или вообще не работает.
Молекулярная самосборка как в статическом варианте, так и в динамическом хорошо известна биологам: микротрубочки, ансамбли олигомерных ферментов, пируватдекарбоксилаза и другие объекты хорошо изучены. Это явления не сегодняшнего времени, а как раз «родом из» классической биохимии, которую постепенно забывают, потому что она вытесняется генными технологиями. Но самосборка существует – и это некий инструмент того, как предсоздавать некие аналоги больших олигомерных комплексов или чего-то другого, что станет для исследователя новым биохимическим или генно-инженерным стендом.
Более подробно можно почитать здесь
