Дослідники з Університету Міннесоти повідомили про значний прорив у галузі синтетичної біології. Вони стверджують, що вперше змогли створити повністю штучну клітину, зібрану «з нуля», яка здатна пройти основні етапи життєвого циклу — від росту до поділу.
Розробка отримала назву SpudCell. За словами авторів проєкту, вона демонструє, що ключові процеси, які традиційно вважаються ознаками живих організмів, можна відтворити за допомогою штучно створених біологічних компонентів.
Водночас варто зазначити, що результати дослідження поки що не пройшли незалежне рецензування та ще не опубліковані у науковому журналі.
Менший геном, ніж очікували науковці
Однією з найбільш несподіваних особливостей SpudCell став її надзвичайно компактний геном.
Він містить лише близько 90 тисяч пар нуклеотидів, тоді як людський геном налічує приблизно 3 мільярди пар нуклеотидів. Ба більше, раніше багато біологів припускали, що для функціонування навіть найпростішої клітини необхідно щонайменше 113 тисяч пар нуклеотидів.
Нова система, якщо її результати підтвердяться, може змінити уявлення про мінімальний набір генетичної інформації, достатній для підтримки базових клітинних процесів.
Як влаштована штучна клітина
Основою SpudCell є ліпосома — мікроскопічна жирова оболонка, що імітує клітинну мембрану природних клітин.
Усередині містяться сім плазмід — невеликих молекул ДНК, які разом утворюють геном синтетичної клітини. Також система оснащена механізмом синтезу білків, який дозволяє «читати» генетичні інструкції та використовувати поживні речовини із зовнішнього середовища для росту й поділу.
За словами авторів, SpudCell здатна здійснювати кілька фундаментальних процесів:
- поглинати поживні речовини;
- збільшуватися в розмірах;
- копіювати власний генетичний матеріал;
- ділитися;
- передавати генетичну інформацію новим клітинам.
Чому це ще не справжнє життя
Попри вражаючі результати, дослідники не називають SpudCell повноцінним живим організмом.
Штучна клітина поки що не може нескінченно самовідтворюватися, еволюціонувати чи самостійно підтримувати власний обмін речовин. Вона залежить від спеціального поживного середовища, яке забезпечує її необхідними компонентами.
Крім того, у SpudCell відсутній цитоскелет — внутрішня структура, яка підтримує форму природних клітин, допомагає транспортувати речовини та виводити продукти обміну.
Для чого потрібні такі клітини
Науковці вважають, що подібні технології можуть відкрити нові можливості для біотехнологій.
У майбутньому синтетичні клітини потенційно можна буде використовувати як мініатюрні біологічні фабрики для виробництва лікарських препаратів, ферментів, біоматеріалів, хімічних сполук та інших корисних речовин. Схожий принцип уже застосовується під час виробництва інсуліну та інших біофармацевтичних препаратів із використанням генетично модифікованих мікроорганізмів.
Попереду ще багато роботи
Попри оптимізм розробників, SpudCell поки що залишається експериментальною платформою, а не повністю функціональною штучною формою життя. Проте сама можливість створити систему, яка відтворює основні властивості клітини без використання готових живих організмів, може стати важливим кроком у розвитку синтетичної біології та допоможе краще зрозуміти, як зародилося життя на Землі. Дослідження ще не пройшло рецензування, але препринт доступний на сайті Biotic.
Джерело: portaltele.com.ua