Ensin hiivaa, sitten?? Geenitutkijat ovat innoissaan siitä, että he ovat päihittäneet Jumalan, joka on yleinen transhumaaninen fantasia. He ajattelevat jatkavansa ihmisten ja eläinten ravinnoksi tarkoitettujen ravintokasvien luomista, jotka voisivat “selviytyä muuttuvan ilmaston tai laajalle levinneen taudin ankaruudesta”. Voi jännitystä. Mikä tässä voisi mennä vikaan?
Yli vuosikymmenen työn jälkeen tutkijat ovat saavuttaneet merkittävän virstanpylvään pyrkimyksissään suunnitella elämää laboratoriossa uudelleen kokoamalla lopullisen kromosomin synteettiseen hiivaan (Saccharomyces cerevisiae) genomi.
Tutkijat, joita johti australialaisen Macquarie-yliopiston tutkimusryhmä, valitsivat hiivan tavan osoittaa potentiaalia tuottaa elintarvikkeita, jotka selviäisivät muuttuvan ilmaston tai laajalle levinneen taudin ankaruudesta.
Se on ensimmäinen kerta, kun synteettinen eukaryoottinen genomi on rakennettu kokonaisuudessaan menestyksen seurauksena yksinkertaisempia bakteeriorganismeja. Se on todiste siitä, kuinka tiedemiehet voivat syntetisoida monimutkaisempia organismeja, kuten ruokakasveja.
Tiedemiehet manipuloivat SynXVI:tä saadakseen hiivan kasvamaan korkeissa lämpötiloissa. (Goold et al., Nature Communications, 2025)
“Tämä on merkkihetki synteettisessä biologiassa” sanoo molekyylimikrobiologi Sakkie Pretorius Macquarien yliopistosta. “Se on viimeinen pala palapelissä, joka on askarruttanut synteettisen biologian tutkijoita jo monta vuotta.”
Tämä ei tarkoita, että voimme aloittaa täysin keinotekoisen hiivan viljelyn tyhjästä, mutta se tarkoittaa, että elävät hiivasolut voidaan mahdollisesti koodata kokonaan uudelleen – vaikka tämän prosessin jalostaminen ja skaalaaminen vaatii vielä paljon työtä ennen kuin se voi tapahtua.
Ja koodausanalogia on hyvä, koska tutkijat joutuivat viettämään paljon aikaa ja vaivaa 16. ja viimeisen synteettisen hiivan virheenkorjaukseen kromosomi (nimeltään SynXVI) ennen kuin genomi toimi halutulla tavalla.
Erilaisia geeninmuokkaustyökaluja, kuten yksi, joka perustuu CRISPR, käytettiin havaitsemaan ja korjaamaan kromosomissa esiintyviä ongelmia. Heidän täytyi esimerkiksi saada hiiva käyttämään oikein glyserolia energialähteenä korkeammissa lämpötiloissa, mikä on jotain, mitä tutkijat saattavat haluta tehdä parantaakseen hiivan kimmoisuutta.
Toinen ongelma, jonka tiimi voitti, oli geneettiset markkerit, joita käytettiin DNA:n tunnistamiseen ja seuraamiseen genomin sisällä. Osoittautuu, että näiden merkkien sijoittamisella on väliä – sen vääristäminen voi häiritä solujen käyttäytymistä.
“Yksi tärkeimmistä löydöistämme oli, kuinka geneettisten markkerien sijainti voi häiritä olennaisten geenien ilmentymistä”, sanoo synteettinen biologi Hugh Goold Macquarien yliopistosta.
Sc2.0-projekti, johon tämä tutkimus kuuluu, ei ole vain sadon muokkaamista. Samoja periaatteita voitaisiin soveltaa myös lääkkeisiin ja kestäviin materiaaleihin, jolloin niiden tuotantoa voidaan nopeuttaa tai tiukentaa.
Geenitekniikan ponnistelumme jatkuvat kunnianhimoisempi ja kattavampi, ja tämä on toinen merkittävä askel tällä tiellä. Parannukset johtuvat osittain tekniikan ja tekniikoiden edistymisestä, ja robotiikkaa on saatavilla osoitteessa Australian genomivalimo ratkaisevaa tässä tutkimuksessa.
“Synteettinen hiivan genomi edustaa suurta harppausta kyvyssämme suunnitella biologiaa.” sanoo synteettinen biologi Briardo Llorente Macquarien yliopistosta. “Tämä saavutus avaa jännittäviä mahdollisuuksia kehittää tehokkaampia ja kestävämpiä biovalmistusprosesseja lääkkeiden valmistuksesta uusien materiaalien luomiseen.”
