En menneskeskabt colibakterie er født i Cambridge i England: Syn61.

Dens DNA indeholder færre kodende ord – såkaldte codons – end dens naturlige søster. Flere medier har de seneste to uger kaldt fænomenet et gennembrud indenfor syntesebiologien. Men hvad er egentlig det nye, og hvad kan vi bruge en kunstig colibakterie til?

Allerede i 2010 lykkedes det den berømte genforsker Craig Venter og hans forskerhold i USA at skabe en syntetisk mikroorganisme, nemlig en særlig mycoplasma-bakterie. Dens genom har kun 1 million basepar mod colibakteriens 4 millioner.

Dengang var formålet desuden “bare” at bygge bakterien helt syntetisk, mens forskerholdet fra MRC Laboratory of Molecular Biology i Cambridge havde et andet formål i tankerne med e. coli: Nemlig at reducere antallet af codons i genomet for at frigøre codon-pladser til nye funktioner.

I alt har forskerne lavet 18.214 codon-ændringer. Som den London-baserede forsker i syntesebiologi Tom Ellis udtalte til The Guardian for to uger siden:

»De har taget syntetisk genomik til et helt nyt niveau. Ikke bare har de med success bygget det største syntetiske genom til dato, de har også kodet allerflest ændringer til et genom indtil nu.«

Kan kodes til hvad som helst

Genetisk kode bliver skrevet med fire nukleotider: A, T, C og G for adenin, thymin, cytosin og guanin. De fordeler sig i trioer i 64 codons, som koder for i alt 20 aminosyrer – eller blokerer dem. Aminosyrerne er proteinernes vigtigste byggeklodser, og proteiner sørger for, at liv fungerer.

Når der er 64 codons, betyder det også, at næsten alle aminosyrer bliver kodet af mere end én codon. Der er altså codons, som har samme funktion – så forskerne bag Syn61 har forsøgt at genskabe colibakteriens genom med færre codons.

Og det er lykkedes. Syn61 lever derfor med 61 kodende codons i sit DNA, selvom stort set alt liv på Jorden er drevet af 64 codons. Det giver tre frie codonpladser, som i teorien frit kan designes til ethvert ønskeligt formål.

Det betyder, at forskerne vil kunne bygge codons, som koder for helt nye aminosyrer, der ikke forekommer i naturen, og som potentielt giver mikroorganismen nye egenskaber. Det åbner for uanede muligheder. Det fortæller Ebbe Sloth Andersen, som er lektor på Aarhus Universitets Interdisciplinary Nanoscience Center, da Ingeniøren ringer til ham.

»Nogle praktiske anvendelser er at kunne syntetisere billigere malariamedicin; lave bakterier, der udvikler hydrogen på en mere effektiv måde; eller lave sensorer ud af bakterier, så de kan detektere kræft. Der er rigtig mange eksempler på, at man ved at programmere biologien i større grad kan løse en masse udfordringer i samfundet,« siger han.

Målet er at gøre bioteknologien mere anvendelig, og det gør man bedst ved at have fuld kontrol over et genom, fortæller Ebbe Sloth Andersen.

»Man vil gerne prøve at gøre biologien mere ingeniørbar. De prøver på at få alle genetiske elementer adskilt, så man let kan kombinere dem eller designe nye organismer,« siger han.

Helt nye aminosyrer

150 kilometer øst for Aarhus Universitet sidder professor Christopher Workman fra DTU’s Institut for Bioteknologi og Biomedicin, og han mener, at den her milepæl allerede har gjort biologien mere »engineerable«, som den amerikanske forsker kalder det.

»Fordi du nu har fleksibiliteten til at bruge de frie codonpladser til andre formål. Du kan bruge dem på nye måder til at kode for en ny aminosyre. Det er ikke helt tydeligt, hvordan forskerne vil gøre det, men det er muligt,« siger han til Ingeniøren.

Han fortæller, at det ikke er tilfældigt, at forskerholdet fra Cambridge har valgt at syntetisere e.coli. Bakterien er nemlig bredt brugt i laboratorier verden over, og man bruger den for eksempel til at fremstille insulin. Ved at reducere antallet af codons bliver colibakterien potentielt endnu mere brugbar for forskere verden over.

Christopher Workman er ikke i tvivl om, at den kunstige colibakterie vil blive nyttig.

»Her taler vi om potentielt at udvide de 20 aminosyrer, som er normale i naturen, med en eller to helt nye aminosyrer. Det er ret åbent, hvad man kan forestille sig at gøre med det.«