Ο γενετικός κώδικας, η γλώσσα στην οποία είναι γραμμένες οι πληροφορίες του DNA, πιστεύεται ότι είναι ίδιος σε όλους τους οργανισμούς με ελάχιστες εξαιρέσεις. Μόνο που η εξέταση μικροβίων από εκατοντάδες διαφορετικές τοποθεσίες, ανάμεσά τους και το ανθρώπινο σώμα, αποκάλυψε μια αναπάντεχα μεγάλη πληθώρα διαλέκτων.
Η εντυπωσιακή μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Science, έχει σημασία για τις συνθετικές μορφές ζωής που έχουν αρχίσει να ξεπηδούν στα εργαστήρια και ορισμένες φορές μιλούν τη δική τους γενετική γλώσσα.
Δείγματα από 1.776 διαφορετικά σημεία
Οι ερευνητές του Κοινού Ινστιτούτου Γονιδιώματος του αμερικανικού Πενταγώνου πήραν δείγματα από 1.776 διαφορετικές τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων 17 σημείων στο ανθρώπινο σώμα. Αντί να εξετάσουν ξεχωριστά κάθε μικρόβιο στα δείγματα, εφάρμοσαν τεχνικές μαζικής γενετικής ανάλυσης.
Η μελέτη εστιάστηκε στα λεγόμενα κωδικόνια τερματισμού, αλληλουχίες τριών βάσεων στο DNA (π.χ. TAG ή TAA) οι οποίες κανονικά λένε στο κύτταρο πότε να σταματήσει την ανάγνωση ενός συγκεκριμένου γονιδίου για την παραγωγή της αντίστοιχης πρωτεΐνης.
Πειράματα που αφορούσαν την ανάγνωση μιας συγκεκριμένης γενετικής αλληλουχίας έδειξαν ότι τα κωδικόνια τερματισμού διαβάζονταν διαφορετικά σε 31.415 δείγματα. Σε αυτές τις περιπτώσεις τα μικρόβια προσέθεταν ένα ακόμα αμινοξύ στην παραγόμενη πρωτεΐνη αντί να σταματούν τη διαδικασία στο κωδικόνιο τερματισμού.
Μάλιστα, παρά το γεγονός ότι μόλις το 10% των δειγμάτων προέρχονταν από τον ανθρώπινο οργανισμό, τα δείγματα αυτά αντιστοιχούσαν στις μισές και πλέον περιπτώσεις «ανακωδικοποίησης» των κωδικονίων.
Η εξαίρετη γίνεται κανόνας
Η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η ανακωδικοποίηση κωδικονίων, δηλαδή η αλλαγή της σημασίας τους για την κυτταρική μηχανή πρωτεΐνοσύνθεσης, είναι εξαιρετικά συχνό φαινόμενο στη φύση και όχι ένα σπάνιο εργαστηριακό περίεργο.
Οι ερευνητές επισημαίνουν μάλιστα ότι η ανακωδικοποίηση πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη στο σχεδιασμό συνθετικών μορφών ζωής.
Προκειμένου να αποφύγουν τη διαρροή γονιδίων από συνθετικούς οργανισμούς στο περιβάλλον, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ανακωδικοποιημένα κωδικόνια, τα οποία πιστεύεται ότι θα ήταν ακατάληπτα για τους οργανισμούς στη φύση.
Η μελέτη όμως καθιστά προφανές ότι η αλλαγή ενός μόνο κωδικονίου πιθανότατα δεν θα αρκούσε για να εμποδίσει την ανταλλαγή γονιδίων ανάμεσα σε συνθετικούς και φυσικούς οργανισμούς.
Μια λύση θα ήταν η χρήση πολλαπλών τέτοιων ασφαλιστικών δικλείδων, η οποία θα μείωνε την πιθανότητα να βρεθεί ένας φυσικός οργανισμός που μπορεί να αξιοποιεί τα τεχνητά γονίδια.
