Χιλιάδες μικρόβια μιλούν τη δική τους γενετική διάλεκτο

Ο γενετικός κώδικας, η γλώσσα στην οποία είναι γραμμένες οι πληροφορίες του DNA, πιστεύεται ότι είναι ίδιος σε όλους τους οργανισμούς με ελάχιστες εξαιρέσεις. Μόνο που η εξέταση μικροβίων από εκατοντάδες διαφορετικές τοποθεσίες, ανάμεσά τους και το ανθρώπινο σώμα, αποκάλυψε μια αναπάντεχα μεγάλη πληθώρα διαλέκτων.

Η εντυπωσιακή μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Science, έχει σημασία για τις συνθετικές μορφές ζωής που έχουν ξεκινήσει να ξεπηδούν στα εργαστήρια και κάποιες φορές μιλούν τη δική τους γενετική γλώσσα.

Οι ερευνητές του Κοινού Ινστιτούτου Γονιδιώματος του αμερικανικού Πενταγώνου πήραν δείγματα από 1.776 διαφορετικές τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων 17 σημείων στο ανθρώπινο σώμα. Αντί να εξετάσουν ξεχωριστά κάθε μικρόβιο στα δείγματα, εφάρμοσαν τεχνικές μαζικής γενετικής ανάλυσης.

Η μελέτη εστιάστηκε στα λεγόμενα κωδικόνια τερματισμού, αλληλουχίες τριών βάσεων στο DNA (π.χ. TAG ή TAA) οι οποίες κανονικά λένε στο κύτταρο πότε να σταματήσει την ανάγνωση ενός συγκεκριμένου γονιδίου για την παραγωγή της αντίστοιχης πρωτεΐνης.

Πειράματα που αφορούσαν την ανάγνωση μιας συγκεκριμένης γενετικής αλληλουχίας έδειξαν ότι τα κωδικόνια τερματισμού διαβάζονταν διαφορετικά σε 31.415 δείγματα. Σε αυτά τα περιστατικά τα μικρόβια προσέθεταν ένα ακόμα αμινοξύ στην παραγόμενη πρωτεΐνη αντί να σταματούν τη διαδικασία στο κωδικόνιο τερματισμού.

Μάλιστα, παρά το γεγονός ότι μόλις το 10% των δειγμάτων προέρχονταν από τον ανθρώπινο οργανισμό, τα δείγματα αυτά αντιστοιχούσαν στις μισές και πλέον περιπτώσεις «ανακωδικοποίησης» των κωδικονίων.




Ημι-συνθετικός οργανισμός έχει «εξωγήινο» DNA
Πείραμα στο Χάρβαρντ αλλάζει τον γενετικό κώδικα της ζωής

Η μελέτη επαληθεύει ότι η ανακωδικοποίηση κωδικονίων, δηλαδή η αλλαγή της σημασίας τους για την κυτταρική μηχανή πρωτεΐνοσύνθεσης, είναι εξαιρετικά συχνό φαινόμενο στη φύση και όχι ένα σπάνιο εργαστηριακό περίεργο.

Οι ερευνητές επισημαίνουν μάλιστα ότι η ανακωδικοποίηση πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη στο σχεδιασμό συνθετικών μορφών ζωής.

Προκειμένου να αποφύγουν τη διαρροή γονιδίων από συνθετικούς οργανισμούς στο περιβάλλον, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ανακωδικοποιημένα κωδικόνια, τα οποία πιστεύεται ότι θα ήταν ακατάληπτα για τους οργανισμούς στη φύση.

Η μελέτη όμως καθιστά προφανές ότι η αλλαγή ενός μόνο κωδικονίου πιθανώς δεν θα αρκούσε για να εμποδίσει την ανταλλαγή γονιδίων ανάμεσα σε συνθετικούς και φυσικούς οργανισμούς.

Μια λύση θα ήταν η χρήση πολλαπλών τέτοιων ασφαλιστικών δικλείδων, η οποία θα μείωνε την πιθανότητα να βρεθεί ένας φυσικός οργανισμός που θα μπορούσε να αξιοποιεί τα τεχνητά γονίδια.