Науковці з Університету Міннесоти заявили про прорив, який ще донедавна здавався науковою фантастикою. Вони повідомили, що вперше змогли створити повністю синтетичну клітину «з нуля», яка не лише функціонує, а й проходить основні етапи життєвого циклу — росте, живиться та ділиться
Фото: magnific.com/freepik
Якщо результати підтвердяться після незалежного рецензування, це може стати одним із найважливіших досягнень сучасної синтетичної біології.
Нову систему назвали SpudCell. На відміну від більшості попередніх експериментів, де дослідники модифікували вже існуючі живі клітини, цього разу вони побудували клітину практично з нуля, використовуючи лише штучно зібрані компоненти.
«Ми відтворили за допомогою хімії те, що раніше було можливим лише в біології. Це демонструє, що найфундаментальніші функції життя — ріст і розмноження — не потребують жодної «магічної іскри»», — зазначила одна з керівниць проєкту, біологиня Кейт Адамала.
Однією з найбільш несподіваних особливостей SpudCell став її надзвичайно компактний геном. Він містить лише 90 кілобаз (90 тисяч пар основ) генетичної інформації. Для порівняння, раніше вчені припускали, що мінімальний обсяг геному, необхідний для існування клітини, має становити щонайменше 113 кілобаз. Це означає, що нова розробка може змінити уявлення про те, який мінімальний набір генів потрібен для підтримки життя.
Конструкція SpudCell досить проста. Основою слугує ліпосома — мікроскопічна жирова сфера, яка виконує роль клітинної мембрани. Усередині розташовані сім плазмід — невеликих молекул ДНК, що містять повний геном синтетичної клітини. Також система оснащена механізмом синтезу білків, який дозволяє «зчитувати» генетичні інструкції, засвоювати поживні речовини з навколишнього середовища та запускати процес поділу.
Також читайте: Учені знайшли на Марсі новий тип печер
За словами авторів дослідження, SpudCell уже здатна виконувати кілька ключових функцій живих організмів: копіювати власний геном, рости, поглинати поживні речовини та проходити генетично запрограмований цикл поділу.
Втім, говорити про створення повноцінної форми життя поки зарано. Синтетична клітина не може існувати протягом багатьох поколінь і не здатна еволюціонувати. Крім того, вона не виробляє самостійно всі необхідні білки та повністю залежить від поживного середовища, яке створюють дослідники.
Ще одним суттєвим обмеженням є відсутність цитоскелета — внутрішнього каркаса, який у природних клітинах підтримує форму, забезпечує транспортування речовин і виведення продуктів обміну. Через це SpudCell поки значно поступається природним клітинам за складністю та ефективністю.
Попри це, науковці вважають свою роботу важливим доказом того, що повністю синтетичні клітини можуть бути створені. У майбутньому такі системи потенційно можна буде використовувати як своєрідні біологічні фабрики для виробництва лікарських препаратів, біоматеріалів, хімічних речовин або інших цінних сполук. Подібні технології вже сьогодні застосовують із генетично модифікованими бактеріями, наприклад для виробництва інсуліну, однак повністю синтетичні клітини можуть виявитися ще точнішими та ефективнішими.
Водночас до практичного використання ще далеко. Дослідження наразі не пройшло процедуру незалежного рецензування, а його результати поки опубліковані лише на сайті біоінженерної організації Biotic, одним із засновників якої є Кейт Адамала. Проте якщо висновки підтвердяться, SpudCell може стати новою платформою для розвитку синтетичної біології та допомогти вченим наблизитися до розуміння одного з найскладніших питань науки — що саме робить матерію живою.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Вулкан в Антарктиді щодня викидає золото в атмосферу
Землю накрила потужна магнітна буря
Як люди адаптувалися до змін клімату 6000 років тому
Джерела: ScienceAlert, The Guardian.
Telegram 
Viber 
