Ich habe nur zwei "Steine" hinzugefügt - und das ganze Gebäude ist eingestürzt …
Vor zwei Jahren gaben US-Wissenschaftler bekannt, dass es ihnen gelungen ist, zwei künstliche "Buchstaben" von DNA (Basenpaare) in das Genom eines lebenden Organismus einzuführen. Die Forscher wollten testen, ob es möglich ist, Fremdelemente in das Genom einzuführen, wie stabil das Leben eines solchen halbsynthetischen Bakteriums Escherichia coli sein wird und ob es sich mit solchen "Add-Ons" reproduzieren wird. Die daraus resultierenden Generationen halbsynthetischer Mikroorganismen zeigten jedoch ein unerwartetes Ergebnis, das die Wissenschaftler dazu brachte, sich zu fragen, ob sie den richtigen Weg gewählt hatten …
Das ultimative Ziel aller Experimente dieser Art ist die Schaffung von "Fabriken" zur Herstellung von Substanzen, die Wissenschaftler benötigen, beispielsweise neue Proteine, die von einer Vielzahl von Branchen benötigt werden.
Neue Untersuchungen haben gezeigt, dass die Arbeit mit einem halbsynthetischen Organismus (zumindest in dieser speziellen Modifikation) höchstwahrscheinlich nicht funktioniert. E. coli E. coli mit künstlichen "Buchstaben" in der DNA zeigte Phototoxizität. Einfach ausgedrückt, Bakterien sterben ab, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Eine sehr geringe Dosis Sonneneinstrahlung oder Licht von Leuchtstofflampen verringert das Überleben und Wachstum der Zellen erheblich.
Wie sich herausstellte, besteht das eingefügte künstliche Basenpaar aus zwei Nukleosiden (Nukleotiden ohne Phosphatgruppen), die als d5SICS und dNaM bezeichnet werden. Letztere unterscheiden sich in ihrer chemischen Struktur von natürlichen, was bedeutet, dass sie Licht einer anderen Wellenlänge absorbieren (der Unterschied ist nicht zu groß - 400 Nanometer statt 300 nm für natürliche).
Die täglichen Strahlungsdosen (das Sonnenlicht, das die Erdoberfläche erreicht, und das Licht der Leuchtstofflampen), die wir und die im Labor lebenden Mikroorganismen erhalten, enthalten jedoch viel mehr Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm (nahe sichtbarer Bereich) als mit einer Wellenlänge von 300 nm (näher) zu ultraviolett).
Um zu verstehen, wie sich dieser Unterschied auf lebende Zellen auswirkt, führten Wissenschaftler ein Experiment durch. Sie setzten Hautkrebszellen Licht aus. Es stellte sich heraus, dass sich die Überlebensrate gewöhnlicher Zellen ohne künstliche Nukleoside nicht änderte, wenn sie Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm ausgesetzt wurden, selbst in kleinen Dosen. Gleiches galt für veränderte Zellen, die nicht mit Licht behandelt wurden.
Krebszellen mit "zusätzlichen Buchstaben" in der DNA, die bereits eine geringe Strahlendosis erhielten, zeigten jedoch eine signifikante Abnahme der Proliferation. Das heißt, künstliche Basenpaare machten diese Zellen empfindlich gegenüber den Auswirkungen von Licht einer bestimmten Wellenlänge. Tatsächlich erhielten sie photochemische Schäden. Unvereinbar mit dem Leben …
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Die Studie zeigte somit, dass bereits kleine Änderungen des genetischen Codes zu unvorhergesehenen und weitreichenden Konsequenzen für den gesamten Organismus führen können.
In diesem Fall würde es jedoch kein Glück geben, aber das Unglück half. Die Entdeckung kann auch dem Menschen einen guten Dienst erweisen, da Wissenschaftler unter Verwendung des Phänomens der Phototoxizität einen neuen Weg zur Behandlung von Krebs finden können.
