Вони здатні відтворити повний життєвий цикл організму

Дослідники під керівництвом докторки Кейт Адамали з Університету Міннесоти заявили про один із найбільших проривів у синтетичній біології. Науковці зібрали "з нуля" штучні клітини, які назвали SpudCells.

Про це пише РБК-Україна з посиланням на The Guardian.

Анатомія та еволюція SpudCells: як хімія стає біологією

Щоб повністю контролювати та розуміти кожен елемент системи, команда Кейт Адамали відмовилася від модифікації природних клітин. Вони побудували SpudCells за принципом "знизу вгору" (bottom-up).

Процес створення та функціонування штучних клітин:

Основа корпусу. Вчені взяли ліпосоми – мікроскопічні сфери з жировою оболонкою, заповнені водою, діаметром у кілька тисячних часток міліметра.

Штучний геном. Всередину сфер додали штучно синтезовану ДНК із базовим набором інструкцій для самовідтворення та поділу.

Механізм живлення. SpudCells помістили у спеціальний рідкий розчин, насичений молекулами АТФ (головним джерелом енергії). Для росту штучні клітини зливалися з дрібними "клітинами-годувальниками", які постачали їм ферменти та рибосоми для синтезу білків.

Під час експериментів біологи навіть змогли змоделювати природний відбір. Вони довели, що екземпляри із генетичною перевагою у швидкості росту витісняли звичайні SpudCells, розмножуючись значно швидше за конкурентів.

Клітина SpudCell, зібрана з неживих хімічних компонентів у стані поділу (фото: Кейт Адамала)

Читайте більше: Земля може пережити смерть Сонця: планету врятує несподіваний фактор

Обмеження технології та амбітне майбутнє "операційної системи життя"

Попри унікальне досягнення, Кейт Адамала підкреслює, що SpudCells наразі не можна назвати повноцінно живими. Вони є радше "шасі" для майбутнього штучного життя.

Ці структури повністю залежні від хімічного розчину, у який вони занурені: вони не вміють самостійно виводити відходи, контролювати власний метаболізм або збирати внутрішні білкові інструменти.

Крім того, під час поділу вони часто передають неправильну кількість ДНК і повністю вироджуються вже за кілька поколінь.

Для подолання обмежень науковці зі Стенфорда та інших провідних інститутів заснували організацію Biotic. Їхня мета – об'єднати зусилля для створення повноцінної "операційної системи для життя", побудованої на базі генів та біохімії.

Перспектива розвитку технології обіцяє появу штучних організмів, спроєктованих під конкретні завдання: від екологічного виробництва палива та їжі до синтезу новітніх ліків.

Водночас проєкт викликає дискусії серед філософів науки, які зазначають, що справжнє життя є симбіотичним, тож спроба ізолювати клітину суто для виробництва хімікатів позбавляє її головного біологічного аспекту – взаємодії з навколишнім середовищем.

Ще більше цікавого:

• Таємниця Homo naledi: відкриття кардинально змінює уявлення про предків людини
• Природа цього не створила: чому вчені бояться "дзеркального" життя