Genomunuz tüm genetik bilgilerinizi içerir. Genomunuzun sizi nasıl oluşturduğunu anlamak için onun bir el kitabı olduğunu hayal edebilirsiniz. Bu durumda onun yazıldığı dil DNA’dır ve DNA, paragraflar gibi davranan genler halinde düzenlenir. Genler daha sonra vücudunuza birçok kritik rol oynayan tüm proteinlerini nasıl oluşturacağınızı söyler.
Kişisel genetik el kitabınız oldukça uzun. İnsan genom projesi, insanların 20.000 ila 25.000 arasında gen olduğunu tahmin ediyor. Peki bu durumda yaşam için gereken minimum gen sayısı nedir? Sentetik biyolojiye göre mevcut cevap 473’tür.
Bu sayıyı elde etmek için bilim insanları, yaklaşık 900 geni olan ve 473’e kadar yavaş yavaş genlerini sildikleri çok basit bir bakteri ile çalışmaya başladılar. Daha fazla gen silmeye devam ederlerse, bakterinin kopyalamayı bıraktığını ve artık canlı olarak sınıflandırılmadıklarını buldular.
Ancak “minimal genom” u oluşturan 473 gen arasında, gizemli genlerin 66’sının spesifik işlevlerini yerine getirdiklerini düşünüyor.
Bunu başarmak için 22 farklı hesaplama yönteminin bir kombinasyonunu kullandılar. Wass, “Bu yöntemlerin her biri, proteinlerin farklı bir özelliğini öngörüyor” diyor. “Proteini alıyoruz ve ne yaptıklarını bildiğimiz diğer veritabanlarıyla karşılaştırıyoruz, bu tıpkı veritabanında arama yapmak gibi.”
Tanımladıkları 66 genden çoğunun moleküllerin hücre içine ve dışına taşınmasında rol oynadığını buldular: besinleri içeri almak ve atıkları dışarı çıkarmak. Bunlar, besin açısından zengin bir ortamda özellikle önemlidir.
Bu, minimal genomdaki 473 genin iki gruba ayrılabileceği sonucuna vardı. Wass, “İlki yaşam için gerekli olan kromozom setleri ve muhtemelen her bir türe ait olanları bulmayı umuyoruz” diyor. İkinci set, türlerin büyüdüğü çevre ile ilgili olan kromozom setleri.
Bir tatil için hazırladığınızı hayal edin. Eşyalarınızı iki ayrı gruba ayırabilirsiniz: ilk olarak, herhangi bir tatil için ihtiyacınız olan temel unsurlar: iç çamaşırı, diş fırçası gibi. Ve ikinci grupta, örneğin kayak tatili ise kayak ceketi ya da tatiliniz sahil kenarında ise bikini gibi belli bir tatil için ihtiyaç duyduğunuz eşyalar. Valizinizin içerikleri gibi, bir bakterinin hayatta kalmak için ihtiyaç duyduğu genler içinde bulunduğu ortama bağlı olarak işte böyle değişir.
Bu nedenle doğal olarak ortaya çıkan bakteriler, birkaç farklı ortamda hayatta kalmak için gerekli bir dizi gen içerebilir. Fakat bilim adamları, bakteri besin açısından zengin bir ortamda iken gereksiz genleri sildikleri için, bakterinin besin açısından az bulunan bir ortamda hayatta kalabilmesi için gerekli olan genler de silinmiştir.
Bu araştırma, yaşam için gerekli olan asgari süreçleri anlamaya yardımcı oluyor. Bilim adamları ayrıca, farklı bir bakteri ile çalışmayı tekrarlamaya çalışıyorlar, böylece minimum genomlar karşılaştırılabilir. “Genlerin örtüşmesine bakmakla ilgileneceğiz” diyor Wass, “Böylece bu gerçek temel genleri bulabiliriz.”
Fakat dikkat ediyorsanız: 149 eksi 66 hala 83 bilinmeyen gen demek. Wass, bunların hala tam bir gizem olduğunu söylüyor, bu yüzden doğa ana henüz tüm sırlarını açığa vurmuyor.
Nature (çalışma): nature.com/articles/s41467-019-10837-2