Under de senaste årtionden har vi gjort stora framsteg inom cellbiologi. Även vår förståelse för den kod som programmerar allt levande har ökat drastiskt. Frågan som existerat ända sedan upptäckten av DNA är hur mycket av denna kod vi kan förstå, manipulera och även skapa. En ännu viktigare frågan är: Om vi förstår allt om DNA:t kan vi då skapa syntetiskt liv?
En av grunderna för att kunna skapa syntetiskt liv är att förstå vad de olika generna kodar för. Det finns många olika komplexa metoder som används för att identifiera olika gener. Den vanligaste kallas för “the knockout method”, eller KO metoden. En sekvens kvävebaser (en gen) som man vill veta mer om väljs ut. När den hittats skapar man en förändring i sekvensen som gör att genen blir inaktiv i organismen. Denna genetiskt modifierade organism kallas framöver för en KO organism. Den kommer sedan jämföras med andra organismer av samma art som ej blivit modifierade. Efter att ha eliminerat så många potentiella skillnader som möjligt och valt organismer med liknande gener är kvarstående skillnad mellan organismerna troligtvis på grund av mutationen. Processen analyseras och utförs flera gånger för att säkerställa genens funktion.
Men kan KO metoden utföras på människor? Detta är fullt möjligt men görs inte av etiska skäl. Istället utnyttjas det faktum att alla arter delar några funktioner med varandra och har liknande DNA-sekvenser till en viss grad. T.ex. Schimpanser har ca 99 % DNA som matchar människans, möss har ca 88 %, kycklingar ca 75 % och bananflugor ca 60 %. Detta gör det möjligt att slippa prövning på människor. Dock har ingen annan organism alla gener som människan har, men för prövning relaterad till dessa gener finns det genetiska verktyg och processer vi kan använda.
CRISPR/Cas9 talas ofta om i sammanhang med genmodifiering. Det är den senaste tekniken inom genmodifiering som tillåter forskare att aktivt klippa ut specifika sekvenser och byta ut dem mot andra. Proteinet Cas9 kommer från det naturliga skydd mot virusangrepp. Det är ett enzym som klipper sönder angripande virus DNA, men enzymet kan även användas för att klippa ut specifika DNA-sekvenser med hög precision. Cas9 har funnits som ett verktyg för genmodifiering endast i ett par år. Därför undersöks samt förbättras det varje dag av forskare för att öka precisionen samt vår förståelse för tekniken. Innan Cas9 använde vi mer primitiva verktyg för att modifiera DNA. Ett av dem var att tvinga mutationer med hjälp av joniserande strålning. Detta sker på grund av att strålningen har tillräckligt med energi för att skada DNA så att det uppstår en deformering. Denna förändring är dock slumpmässig och nästan omöjlig att kontrollera.
Vi har en bra förståelse för hur celler är uppbyggda, hur den genetiska koden fungerar och hur organellerna i cellen samverkar. Detta har lett till skapande av semisyntetiska bakterier. Med semisyntetiska betyder att man bytt ut DNA i en eller flera celler mot artificiellt DNA. Observera dock att allt i cellen utom DNA:t är detsamma, därav namnet semisyntetisk. Exempelvis lyckades forskarna på J. Craig Venter Institute skapa semisyntetiska celler av mykoplasma bakterier. Dessa semisyntetiska bakterier hade dock ett antal gener som man vet är nödvändiga för att cellen ska fungera men vi förstår inte riktigt funktionen av dem. Dessa gener kallas ofta för “Dark-DNA”,eftersom man inte fullständigt förstår deras funktion, enbart att de är essentiella. Därför är syntetiska celler otroligt svåra att skapa. Utöver det måste det skapas artificiella cellorganeller, cytoskelettet med mera som vi inte har teknologi för idag, men kanske kommer ha i framtiden.