Vaikų ligoninės Pediatrijos centre vaikų ligų gydytojams Lietuvos jaunųjų mokslininkų „Vilnius-Lithuania iGEM“ komandos vadovas Gabrielius Jakutis pristatė šiais metais Bostone (JAV) sintetinės biologijos konkurse „iGEM“ didįjį prizą laimėjusį mokslinį projektą, aplenkusį daugiau nei 300 darbų, pateiktų stipriausių universitetų komandų pasaulyje.
Plazmidė – genų raiškai valdyti
Šių metų komandą sudariusi Vilniaus universiteto gyvybės mokslų, medicinos, informacinių technologijų ir politikos mokslų studentų grupė sukūrė naują metodą genų raiškai valdyti panaudojant plazmides.
Plazmidė yra DNR molekulė, į kurią tarsi į informacijos pernešėją įrašyti genai gali būti perkeliami iš vienų ląstelių į kitas.
Komandos vadovas, Vilniaus universiteto paskutinio medicinos kurso studentas G. Jakutis pasakojo: „Plazmidės įprastai naudojamos biotechnologijose genetinei informacijai pernešti, o mes išmokome valdyti genų raišką, sukurdami sintetines plazmidžių grupes ir kontroliuodami jų kopijų skaičių. Tai reiškia, kad į skirtingas plazmides įrašę įvairius genus, valdydami plazmidžių kiekį, kartu valdome ir genų kopijų skaičių.“
Kad būtų vaizdžiau, G. Jakutis aiškindamas atradimo esmę naudoja kompiuterio ir USB atmintuko analogiją. „Įsivaizduokite, kad ląstelė yra kompiuteris, o plazmidė yra USB atmintukas. Taigi mes sukūrėme tokią sistemą, kuri leidžia į kompiuterį įdėti daug skirtingų USB atmintukų, kuriuos kompiuteris iš karto atpažįsta, o mes turime galimybę iš jų persikelti informacijos tiek, kiek norime.“
Biologinė sauga
Ši naujoji sistema, pavadinta „SynORI“, sudaryta iš penkių vienodos svarbos dalių, viena kurių skirta biologiniam saugumui užtikrinti. Toks jaunųjų mokslininkų atsakingumas sintetinės biologijos konkurso „iGEM“ teisėjams padarė didžiulį įspūdį. Pasak G. Jakučio, darbas su plazmidėmis kelia tam tikrų saugumo klausimų, nes norint jas išlaikyti ląstelėse tenka naudoti antibiotikus. Tyrėjas turi būti garantuotas, kad proceso metu bakterijos nepapuls į aplinką.
„Nors naudojome penkias skirtingas plazmides, – sako komandos vadovas, – bet sugebėjome jas visas ląstelėje išlaikyti su vienu antibiotiku. Vertintojams tai padarė įspūdį, nes anksčiau niekam nebuvo pavykę sukurti daigiaplazmidės sistemos, kuri garantuotų visišką biologinį saugumą.“
Pasitarnaus vaistų kūrėjams
Praktiškai šį atradimą galima pritaikyti daugybėje sričių, ypač farmacijos pramonėje, kuriant naujus vaistus, įsitikinę jaunieji mokslininkai. Tai, kad dabar galime įrašyti skirtingą informaciją į skirtingas plazmides, kurias įmanoma išlaikyti vienoje ląstelėje, gali pasitarnauti tais atvejais, jei turime didelį baltymą, sudarytą iš keleto kompleksų, ir mums neužtenka vienos plazmidės sutalpinti į ją visiems reikalingiems genams, koduojantiems to baltymo seką. Daugybės plazmidžių valdymas vienu metu gali potencialiai leisti gaminti didelius baltymų kompleksus, o tai labai svarbu farmacijoje kuriant tam tikrus vaistus.
Duoklė švietimui
„Šis konkursas skirtas ne tik laboratoriniams eksperimentams, – sako G. Jakutis, – bet ir bendrauti su auditorija, šviesti visuomenę, parodyti jai mokslo vertę. Todėl ir mums buvo svarbu, kad lietuviškas projektas pasitarnautų, visų pirma, Lietuvai. Kadangi kūrėme fundamentalaus mokslo projektą, nusprendėme supažindinti jaunimą su genų inžinerija per papildytosios realybės programėlę.
„Papildytąją realybę naudoti labai lengva, – aiškina G. Jakutis. – Užtenka turėti išmanųjį telefoną su kamera. Mes užkoduojame programą taip, kad telefonas atpažintų tam tikrus paveikslėlius, kuriuos galima naudoti mokinių biologijos, chemijos vadovėliuose“. Taigi bet kuris aštuntokas, radęs vadovėlyje tokį specialiai sukurtą paveiksliuką, gali nukreipti į jį telefono kamerą ir prieš jo akis pradės suktis erdvinė baltymo ar DNR struktūra. Tai vizualu ir inovatyvu, vaikams daro įspūdį, įsitikinęs mokslinio darbo vadovas G. Jakutis.