Научници од Универзитетот Минесота објавија дека ја создале првата синтетичка клетка изградена целосно од неживи компоненти и биле сведоци на целиот нејзин „животен“ циклус, вклучувајќи ја и делбата.
Проектот, наречен SpudCell, претставува значаен чекор во синтетичката биологија, иако истражувањето сè уште чека официјално објавување и рецензија од колеги.
„Ова е најфасцинантното и најважното нешто што некогаш сум го направила во мојата работа, а сфаќањето дека ова всушност се случува беше доста бавно“, рече синтетичкиот биолог Кејт Адамала, еден од водачите на проектот.
„Реплициравме во хемијата она што претходно беше можно само во биологијата: комплетен сет на клеточни однесувања. Ова докажува дека најосновните функции на животот, како што се растот и репликацијата, не бараат некоја мистериозна, магична искра“, објасни таа.
SpudCell има геном од само 90 килобазни парови (kbp). За споредба, човечкиот геном содржи околу 3 милиони kbp, а биолозите претходно претпоставуваа дека на живата клетка ѝ се потребни најмалку 113 kbp генетски информации за правилно функционирање. Се чини дека SpudCell ги поместува тие граници.
Секоја вештачка клетка се состои од липозом – масна сфера што ја имитира надворешната мембрана на вистинска клетка – во неа има седум плазмиди, мали единици на ДНК. Заедно, овие седум плазмиди го сочинуваат геномот на SpudCell.
„Клетката“ е опремена и со вграден систем за експресија на протеини, кој ги преведува генетските инструкции во ДНК во акција. Ова ѝ овозможува да ги претвори хранливите материи од околната течност во употребливи материјали и да ја промовира делбата.
Иако достигнувањето е значајно, работата наиде на пречки при нејзиното објавување. Според списанието Science, рецензент за престижниот научен магазин Cell ја отфрли работата со образложение дека не е вистинска биологија.
Ова е делумно затоа што SpudCell не ги исполнува сите барања за „вистински живот“: не може да се реплицира во текот на повеќе генерации, што значи дека не може да еволуира.
Исто така, не може да произведе свој систем за експресија на протеини или да го регулира својот метаболизам, потпирајќи се целосно на супстанции од течниот медиум во кој се наоѓа. Исто така, нема цитоскелет, внатрешната потпорна структура на природните клетки, што значи дека не може да транспортира материјали или да отстрани отпад.
„Мислам дека биолозите можеби не го ценат значењето на хемиски инженерската едноставност на минималната клетка. SpudCell не изгледа импресивно кога ќе го мерите според стандардите на природните биолошки системи: има многу бавен циклус на раст и репликација и метаболизам што бара многу одржување.“ објасни Адамала
Ова го поставува прашањето зошто научниците сакаат да создадат вештачки клетки на прво место. Покрај истражувањето на фундаменталното прашање за прагот на животот, идните синтетички системи слични на клетки би можеле да бидат дизајнирани да дејствуваат како минијатурни биолошки фабрики за производство на лекови, биоматеријали, хемикалии и други корисни супстанции.
Додека генетски модифицирани бактерии веќе се користат за оваа намена, целосно синтетичка клетка би можела да овозможи поголема ефикасност и специфичност.
„Нашата цел е да постигнеме целосна оперативна способност за биолошко инженерство. За да го направиме тоа, треба да знаеме каде е секој градежен блок, ни треба комплетен план. Тоа е она што го обезбедува SpudCell, за разлика од која било друга позната клетка. Имаме комплетни планови, за да можеме да градиме на таа платформа.“ рече Адамала.
И покрај своите ограничувања, оваа работа обезбедува доказ за концептот врз кој другите научници можат да градат. Кога Адамала првпат ги виде резултатите, таа вели дека била шокирана.
„Бев многу среќна, олесната и малку скептична затоа што секогаш ги проверувам резултатите двапати и трипати. Додека сите контроли и нивните контроли беа завршени, тоа веќе не беше изненадување.“
Адамала се надева дека другите научници ќе се прошират на оваа платформа.
„Се надевам дека другите ќе градат на оваа платформа за да додадат поробусна поделба – некој ве молам да изгради цитоскелет! – и поробусни метаболички патишта. После тоа, ќе земам една година одмор или ќе направам нешто друго лудо за да прославам.“
Истражувањето сè уште не поминало рецензија од колеги, но нацрт е достапен на веб-страницата на непрофитната институција за биоинженерство Biotic, која Адамала е соосновач.
(ScienceAlert)
