Вчені з університету Міннесоти оголосили про створення першої синтетичної клітини, зібраної повністю з нуля, яка пройшла через весь життєвий цикл, включаючи розмноження.

"Це, напевно, найцікавіший проект, над яким я коли-небудь працювала", - говорить синтетичний біолог Кейт Адамала, один з керівників проекту.

"Ми відтворили в хімії те, що раніше було можливим лише в біології: повний набір поведінки клітини. Це доводить, що найосновніші функції життя, такі як ріст і розмноження, не потребують таємничого магічного іскри".

Проект називається SpudCell, і його геном складає всього 90 кілобаз пар (кбп). Для порівняння, людський геном складає близько 3 мільйонів кбп, і біологи раніше вважали, що живій клітині потрібно щонайменше 113 кбп генетичних даних для нормального функціонування.

За словами Адамали та її колег, SpudCell, здається, розширює ці межі, хоча їхнє дослідження ще не було формально опубліковане і не пройшло рецензування.

Але інформація про проект була опублікована на сайті нової неприбуткової біоінженерної установи, яку Адамала допомогла заснувати, Biotic.

Згідно з інформацією з журналу Science, SpudCell зіткнувся з деякими труднощами при публікації: один рецензент у журналі Cell, престижному науковому виданні, заявив, що проект не є справжньою біологією.

Цілком ймовірно, що це пов'язано з тим, що SpudCell не зовсім відповідає вимогам для справжнього 'життя': він не може розмножуватися протягом багатьох поколінь, тому також не може еволюціонувати.

Кожна штучна SpudCell складається з ліпосоми – сфери жирів, яка імітує зовнішню мембрану справжньої клітини – обгорнутої навколо семи плазмід, невеликих одиниць ДНК (часто зустрічаються в бактеріях), які трохи відрізняються від хромосом, з якими ви, можливо, знайомі.

Разом ці сім плазмід складають геном SpudCell, всі 90 кбп з них.

Ця 'клітина' також оснащена вбудованою 'системою експресії білка', яка перетворює генетичні інструкції ДНК в дії. Це дозволяє 'клітині' перетворювати поживні речовини, які вона поглинає з навколишньої рідини, на корисні матеріали, і забезпечує поділ клітин.

За словами дослідників, система SpudCell здатна на "вибір, реплікацію геному, ріст, набуття ресурсів через харчування та генетично закодований поділ".

Ви, напевно, запитаєте, чому вчені хочуть створити штучні клітини з нуля?

Окрім дослідження фундаментального питання про те, де насправді проходить межа життя, майбутні системи, схожі на синтетичні клітини, можуть бути спроектовані для дії як міні-біологічні фабрики, які виробляють органічні матеріали, такі як ліки, біоматеріали, хімікати та інші корисні речі.

Повністю синтетична клітина може забезпечити ефективність і специфічність, які перевершують існуючі біотехнології.

Однак вони можуть також виявитися менш корисними, ніж природні дизайни.

Наразі SpudCells не живуть більше кількох поколінь. Вони не можуть насправді виробляти власну систему експресії білка, і не можуть регулювати свій метаболізм, тому повністю залежать від речовин і компонентів у рідкому середовищі, в якому вони плавають.

Але те, що вони надають, - це доказ концепції, за яким ми будемо уважно стежити в найближчі роки.

Дослідження ще не пройшло рецензування, але попередня версія доступна на сайті Biotic.