Új Szintetikus Genomika Központ

A igazgatóság tagjai, Edward Lemke, Sylvia Erhardt és a központi szóvivő, Michael Knop, valamint a Carl Zeiss Alapítvány Phil-Alan Gärtigja (balról jobbra, fotó: Heidelberg Egyetem – Kommunikáció és Marketing, Uwe Anspach) / balról jobbra: Az igazgatóság három tagja, Edward Lemke, Sylvia Erhardt és a központi szóvivő, Michael Knop, valamint a Carl Zeiss Alapítvány Phil-Alan Gärtigje (Fotó: Uwe Anspach, Heidelberg Egyetem – Kommunikáció és Marketing)

Az új technológiák alkalmazásának és fejlesztésének előmozdítása a DNS-szintézis terén, hogy utat nyissunk egész mesterséges genomok előállításához – ez az egyik új, interdiszciplináris központ célja, amely a Heidelbergi Egyetemen, a Karlsruhei Technológiai Intézeten (KIT) és a Mainz Johannes Gutenberg Egyetemen (JGU) jön létre. A Szintetikus Genomikai Központban új fejlesztéseket kívánnak ösztönözni a szintetikus genomika területén alapkutatások és technológiai fejlesztések révén, mesterséges intelligencia (MI) módszerek alkalmazásával. A Carl Zeiss Alapítvány (CZS) hat év alatt összesen tizenkét millió euróval támogatja az építkezést.

Hosszú távon az a cél, hogy lehetővé váljon hosszú DNS-szekvenciák tervezése és előállítása kutatási, nanomateriál tudományos vagy orvosi alkalmazásokhoz. Az új központ első vezetője a rendszerbiológus Professor Michael Knop, a Heidelbergi Egyetem Molekuláris Biológiai Központjának (ZMBH) igazgatóhelyettese.

Az elmúlt két évtizedben a genomkutatásokat új genom-szekvenálási technikák jellemezték, de a jövőben az új DNS-szintézis és genom-összeállítási módszerek segítségével egyre gyorsabban és egyszerűbben lehet majd genomokat módosítani, sőt teljesen új genomokat is előállítani. Ezt a víziót követi majd a Heidelberg-Karlsruhei-Mainzi CZS Szintetikus Genomikai Központ (CZS Center SynGen) az elkövetkező években. A részt vevő kutatók a három egyetemtől MI-alapú elemzési és modellezési módszerekkel is terveznek szintetikus DNS-szekvenciákat alkotni, hogy így célzottan módosítsák az organizmusok genomját és új funkciókat adjanak hozzá. A cél az úgynevezett biológikumok, azaz biotechnológiailag előállított termékek előállítása. Ezek hosszú távon az alapanyag-alapú gyógyszerek, génterápiák, kártevő-ellenálló növények, bioüzemanyagok gyártására, vagy az új anyagok kutatásának elősegítésére szolgálnak majd.

„A CZS központok összefogják a szakértelmet helyszínek és diszciplínák között. Különösen a biológiai tudományok igénylik a magas szintű interdiszciplinaritást. A Szintetikus Genomikai Központban a mesterséges DNS előállítását kívánjuk előmozdítani, és az óriási lehetőségeket a kutatás, az orvoslás és más területek számára is kihasználni” – mondja Dr. Felix Streiter, a Carl Zeiss Alapítvány ügyvezető igazgatója, aki a második CZS központ támogatásának motivációját is megmagyarázza Németországban.

„A Szintetikus Genomikai Központ három kutatóintézet kompetenciáit fogja össze, amelyek most közösen dolgoznak egy fontos jövőbeli területen, a alapkutatástól a technológiai fejlesztésig” – mondja Professor Oliver Kraft, a KIT elnökének helyettese. „A cél a különböző alkalmazások sokfélesége a biotechnológiában, például az orvoslásban, de a anyagtudományokban is. Nagyon örülünk, hogy hozzájárulhatunk szakértelmünkkel.”

Szintetikus genomika

„A Szintetikus genomika egy fiatal, de világszerte gyorsan növekvő kutatási terület, amely különböző társadalmi kihívásokra kínál transzferpotenciált. Új központunkban a Heidelberg, Karlsruhe és Mainz egyetemek kiegészítő szakértelmét egyesítjük a biológiai tudományokban, a Molekuláris Rendszerek Mérnökségében és a biomedikai kutatásban. Célunk, hogy irányítsuk a szintetikus genomika minden lépését a tervezéstől a gyártáson át a szintetikus genetikai anyagok és szervezetek alkalmazásáig” – mondja a központ szónoka, Professor Michael Knop. „Az új központ lehetőséget ad arra, hogy a különböző szakértelmeket és diszciplínákat újra összekapcsoljuk. Különösen a biológia és az orvoslás diskurzusai, valamint a szimuláció és modellezés szakértőivel való együttműködés új utakat mutatnak majd számunkra, nemcsak a szintetikus genomok generálásában, hanem a természetes és mesterséges módosítások, valamint az epigenetikus mechanizmusok jobb megértésében és kihasználásában is” – magyarázza Professor Sylvia Erhardt, a KIT molekuláris biológusa. A CZS Center SynGen három igazgatója között Knop és Erhardt mellett a Mainz Egyetem biofizikai kémikusa, Professor Edward Lemke is szerepel.

A CZS Center SynGen 2024 januárjában kezdte meg működését. A három helyszínen kutatók dolgoznak különböző diszciplínákból, többek között biológia, biokémia, biofizika, biotechnológia, szintetikus biológia és bioengineering, de filozófia, jogtudomány, genomika, immunológia, epigenetika, virológia és adat tudomány is. További nemzetközi szakértőket és fiatal kutatókat kívánnak bevonni a központ munkájába. Heidelbergben egy szintetikus DNS szintézisre szakosodott kompetencia központ, az ún. CZS Center Synthetic DNA Accelerator Lab is kialakításra kerül. Karlsruhe-ben a már meglévő Virtuális Anyag Platformot bővítik egy DNS egységgel, hogy a több szintű modellezés és a virtuális dizájn szakértelmét kiterjesszék a nukleinsavakra, például DNS-re. A CZS Center SynGen részeként dolgozik a Német Rákkutató Központ és a Heidelberg-i Elméleti Tanulmányok Intézete kutatóinak is, valamint külső partnerek a tudomány és az ipar területéről is.

A központ hivatalosan 2024. március 4-én nyitotta meg kapuit ünnepélyes keretek között a Heidelbergi Egyetemen. A megnyitón részt vettek a vezető kutatók mellett a Carl Zeiss Alapítvány képviselői és a részt vevő egyetemek képviselői is.

A Carl-Zeiss-Alapítványról

A Carl-Zeiss-Alapítvány célja, hogy teret adjon a tudományos áttöréseknek. Kiváló tudományos partnereként támogatja mind az alapkutatást, mind az alkalmazásorientált kutatást és oktatást a MINT-területeken (matematika, informatika, természettudományok és technológia). 1889-ben alapította az Ernst Abbe fizikus és matematikus, és a Carl Zeiss Alapítvány Németország egyik legrégebbi és legnagyobb magán támogatású tudományos alapítványa.