Abi Vilniaus universiteto (VU) studentų komandos „Vilnius-Lithuania iGEM“ šiuo metu jau yra Bostone, kuriame trečiadienį prasidėjo kasmetinis tarptautinis sintetinės biologijos konkursas „iGEM“. Komanda, kurią sudaro vyresni nei 23 metų nariai (angl. overgraduate), prieš išvykdama į konkursą pateikė patentinę paraišką, kuria siekia apsaugoti savo išradimą. Jis ir bus pristatomas šiame konkurse.

Kaip pasakoja komandos vadovas, VU Gyvybės mokslų centro (GMC) molekulinės biologijos magistrantas Laurynas Karpus, jis su kolegomis Vykintu Jauniškiu, Ignu Maželiu ir Irmantu Rokaičiu sukūrė naują biotechnologinį metodą, kuris leidžia dideliu greičiu analizuoti skirtingų biomolekulių DNR sekos ir funkcijos ryšius. Šio išradimo bendraautoris yra ir VU GMC išskirtinis profesorius Rolandas Meškys.

„Informaciją apie biomolekulių DNR sekos ir aktyvumo ryšius galima pritaikyti dirbtinio intelekto algoritmams, kurie galėtų būtų skirti kurti sintetinėms biomolekulėms su unikaliomis funkcijomis, pavyzdžiui, našesniems biokatalizatoriams ir fermentams, katalizuojantiems reakcijas, kurios nevyksta gamtoje, ar į tikslines chemines molekules reaguojantiemss reguliaciniams elementams. Mūsų sistema taip pat leidžia dideliu našumu charakterizuoti genetinių reguliacinių elementų aktyvumus ir tarpusavio sąveikas. Didelis kiekis gerai ištirtų reguliatorių galės būti pritaikomi kuriant tikslias sintetinės biologijos sistemas, taip pat, pavyzdžiui, biokompiuterius“, – aiškina L. Karpus.

Jo teigimu, iki šiol sukurti biotechnologiniai metodai buvo paprasčiausiai naudojami kitokiems tikslams – iš didelio biomolekulių kiekio išsirinkti pačias veiksmingiausias, šiek tiek pakeisti jų DNR seką ir vėl išsirinkti geriausius variantus. Tai dar vadinama kryptinga evoliucija. Tačiau algoritmams neužtenka suteikti informacijos tik apie keletą geriausių biomolekulių variantų. Siekiant išmokyti dirbtinį intelektą pačiam konstruoti baltymus, jam reikia pateikti milijonus ar net milijardus pavyzdžių, kaip tam tikri sekos pakeitimai daro įtaką susintetintai biomolekulei.

L. Karpus paaiškina metodo veikimo principą: „Didelis kiekis skirtingų biomolekulių DNR sekų dideliu greičiu atskiriamos į vandens lašelius pasitelkiant lašelių mikroskysčių technologijas. Kiekvienas lašelis veikia kaip atskiras ir nepriklausomas mikroreaktorius. Tada kiekviename lašelyje iš atitinkamos DNR gaminamos tikslinės molekulės. Priklausomai nuo DNR sekos, šios biomolekulės gali turėti skirtingą aktyvumą. Jis užfiksuojamas ir fiziškai įrašomas į tą pačią DNR seką DNR modifikacijų pavidalu, iš kurios biomolekulė ir buvo pagaminta. Galiausiai dėl DNR sekoskaitos galime sužinoti visų biomolekulių DNR sekas ir atkurti šioms sekoms lašeliuose priskirtus aktyvumus. Vieno eksperimento metu milijonams ar net milijardams skirtingų biomolekulių gali būtų priskiriamas jų aktyvumas, taip įgalinant didelio našumo sekos ir funkcijos priklausomybės tyrimus.“

Tarptautinio sintetinės biologijos konkurso „iGEM“ nugalėtojai bus skelbiami jau šį sekmadienį. Šiemet prestižiniame konkurse mūsų šaliai atstovauja ir pirmasis teisėjas iš Lietuvos – „Thermo Fisher Scientific“ biotechnologas Dainius Tautvaišas. Pernai Lietuvos studentų komanda laimėjo pagrindinį konkurso prizą.

„Vilnius-Lithuania iGEM“ komandą nuo pat jos įkūrimo remia VU ir moderniųjų biotechnologijų kompanija „Thermo Fisher Scientific“. Ji aprūpina studentų komandą moksliniams eksperimentams reikalingais reagentais. Jie kuriami ir gaminami Vilniuje.