Nye medisinar med syntetiske bakteriar?

20. mai 2010 annonserte den kjende forskaren Craig Venter at dei hadde klart å lage verdas første syntetiske levande celle – bakterien Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Ein håpar at slike organismar blant anna skal kunne brukast til å lage nye medisinar.

I 2003 viste forskarar at dei kunne setje saman polioviruset på 7741 byggjesteinar (sjå ramme om DNA). Å lage bakteriekromosomet til Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 på 1 077 947 byggjesteinar var langt vanskelegare fordi ein der måtte handtere mykje lengre DNA-bitar.

Koden for liv som datafil
Bakterien, som har fått klengenamnet Synthia, er ikkje laga heilt frå grunnen av, men ein har klart å setje saman eit kromosom på 1 077 947 byggjesteinar frå grunnen av. Dei sat inn såkalla «vassmerke» i DNA-et, det vil seie korte DNA-sekvensar som ikkje var i det opphavlege kromosomet, slik at ein skal kunne identifisere den syntetiske bakterien.

Då det kunstige kromosomet til Mycoplasma mycoides vart sett inn bakterien Mycoplasma capricolum, tok det over cella. Dette skjedde ved at gena på det kunstige genomet vart aktiverte slik at det vart laga nye protein frå dei. Det vart blant anna lage restriksjonsenzym som klipte opp det opphavlege Mycoplasma capricolum-genomet. Den nye syntetiske bakterien var i stand til å formeire seg.

Forsøket viser og at den genetiske koden for liv kan oppbevarast som ein digital datafil og brukast av ein levande bakterie.

Kva skal vi så med slike bakteriar? Målet er blant anna å få laga bakterieceller som kan brukast til å lage nye medisinar.

Syntetisk biologi versus genmodifisering
Ved genmodifisering endrar ein gena til ein organisme. Ein kan for eksempel setje inn eit gen frå ein annan organisme som produserer eit bestemt molekyl/ protein som ein er interessert i. Slik har ein fått bakteriar til å produsere insulin.

Ved syntetisk biologi, vel ein ut akkurat dei gena ein er interesserte i og lagar dei frå grunnen av ved hjelp av ei DNA-syntesemaskin som set saman DNA-byggjesteinane (basane, A, C, G og T). Ein kan òg prøve å endre på heile syntesevegar i organismen. Slik håpar ein å kunne få meir effektiv produksjon av det ein ønskjer. Ein håpar å kunne bruke syntetisk biologi til å lage for eksempel bakteriar som produserer nye medisinar og algar som lagar biodrivstoff. Men ein må vere klar over at det kan vere vanskelegare enn ein trur å setje saman slike skreddarsydde organismar. Det er meir enn rekkjefølgja til basane i kromosomet som avgjer korleis ein organisme oppfører seg. Mange vil hevde at det å lage organismar som oppfører seg som planlagt, er ei sjølvmotseiing i biologien.

Farar?
Mange er kritiske til syntetisk biologi. Kva om nokon brukar denne metoden til å lage farlege virus og bakteriar? Kan vi då ende opp med å få bakteriar og virus som truar helse og miljø? I Noreg har vi en lang tradisjon med å bruke føre-var-prinsippet når det gjeld genteknologi. Det er grunn til å gjere det same når det gjeld syntetisk biologi.

SYNTHIA

Bestill gratis temaark frå Bioteknologinemnda
Bioteknologinemnda har utarbeidd ei rekkje firesider-temaark som kan brukast i undervisninga når du skal undervise om tema knytta til kroppen. Det finst temaark om følgjande tema:

  • Arv og genetikk
  • Assistert befruktning
  • Bioteknologi og helse i Sør
  • DNA-analysar for identifikasjon
  • Etisk argumentasjon om bioteknologi
  • Fosterdiagnostikk
  • Genmodifiserte planter og mat
  • Genmodifiserte dyr og mikroorganismar
  • Genteknologi på naturfagrommet
  • Gentesting
  • Gentesting av befrukta egg (PGD)
  • Industriell bioteknologi
  • Syntetisk biologi

Temaarka kan lastast ned frå www.bion.no eller bestillast enkeltvis eller i klassesett ved å sende e-post til bion@bion.no. Til kvart temaark har Bioteknologinemnda laga ei temasidepå nett der du finn meir stoff om kvart tema.

Arvestoffet DNA

  • DNA er forkorting for det engelske uttrykket deoxyribonucleic acid, på norsk deoksyribonukleinsyre.
  • DNA utgjer arvematerialet i alle levande celler.
  • DNA er et langt molekyl som er sett saman av ulike kombinasjonar av dei fire byggjesteinane basane A, T, G og C i lange sekvensar.
  • To DNA-trådar er tvinna saman til ei spiralforma dobbeltkjede (ein dobbeltheliks). Kvar av basane på den eine tråden er kopla til ein base på den andre tråden slik at det blir danna basepar. Det er alltid slik at C og G dannar basepar saman, og A og T dannar basepar saman. Baseparinga gjer DNA-molekylet til et stabilt molekyl.
  • DNA-et kodar for protein, og tre og tre basepar kodar for ei aminosyre i proteinet
  • Eit DNA-molekyl i ei celle blir kalla eit kromosom. Mennesket har 46 kromosom, mens mange bakteriar berre har eit kromosom.
  • Heile arvestoffet til ein organisme blir kalla genomet til organismen, mennesket sitt arvestoff består altså av 46 kromosom, mens for bakteriar med berre eitt kromosom er dette kromosomet òg bakterien sitt genom.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter Vg1 - studieforberedende utdanningsprogram
    • Bioteknologi
      • gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi og diskutere muligheter og utfordringer ved slik bruk
      • sammenligne argumenter om bruk av bioteknologi og drøfte ulike faglige og etiske problemstillinger knyttet til disse
  • Etter Vg3 - påbygging til generell studiekompetanse
    • Bioteknologi
      • gi en oversikt over ulike former for medisinsk bruk av bioteknologi og diskutere muligheter og utfordringer ved slik bruk
      • sammenligne argumenter om bruk av bioteknologi og drøfte ulike faglige og etiske problemstillinger knyttet til disse

Læreplan i biologi - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

  • Biologi 2
    • Bioteknologi
      • forklare korleis genmodifiserte organismar kan framstillast, drøfte korleis dette kan nyttast innanfor medisin, produksjon av mat og biologisk forsking, og kva følgjer dette kan ha for miljøet

Nettressurser

(bion.no)