Вченим вперше вдалося побудувати синтетичну клітину: деталі

Науковці з Університету Міннесоти заявили про створення першої у світі синтетичної клітини, побудованої повністю з неживих компонентів, повідомляє Science Alert. 

Розробка під назвою SpudCell змогла пройти повний життєвий цикл, включаючи ріст, поділ і відтворення — процеси, які раніше вважалися притаманними лише живим організмам.

Дослідники називають це одним із найважливіших досягнень сучасної синтетичної біології.

Що таке SpudCell

SpudCell — це штучна клітина, створена виключно з хімічних компонентів. Вона складається з ліпосоми — сферичної оболонки з жирів, яка імітує мембрану природної клітини, а також семи плазмід із синтетичною ДНК.

Усередині також розміщена система синтезу білків, яка дозволяє зчитувати генетичну інформацію та виконувати базові клітинні функції.

За словами дослідників, це перша система такого типу, яка змогла не лише існувати, а й пройти повний цикл розвитку без використання живих клітин як основи.

Менше ДНК, ніж вважалося можливим

Підписуйтеся на наші соцмережі

Особливу увагу вчених привернув геном SpudCell.

Він містить лише 90 тисяч пар нуклеотидів (90 kbp). Для порівняння, людський геном налічує близько 3 мільйонів kbp, а раніше біологи вважали, що для функціонування мінімальної клітини необхідно щонайменше 113 kbp генетичної інформації.

Новий експеримент демонструє, що базові функції життя можуть існувати навіть за значно меншого генетичного набору.

Які можливості має штучна клітина

За даними авторів проєкту, SpudCell здатна:

Саме поєднання цих процесів дозволило дослідникам заявити про успішне відтворення повного клітинного циклу в лабораторних умовах.

Чи можна вважати SpudCell живою

Попри гучні заяви, самі вчені визнають, що SpudCell поки не відповідає всім критеріям живого організму.

Штучна клітина не може нескінченно відтворювати себе протягом багатьох поколінь та не здатна до еволюції. Крім того, вона залежить від зовнішнього середовища, оскільки не виробляє всі необхідні білки самостійно.

Також у неї відсутній цитоскелет — внутрішня структура, яка допомагає природним клітинам транспортувати речовини та позбавлятися відходів.

Через це деякі науковці поки не готові називати SpudCell повноцінною формою життя.

Навіщо створювати синтетичні клітини

Одна з головних цілей дослідження — зрозуміти, де саме проходить межа між живою та неживою матерією.

Втім, практичне значення технології може бути ще більшим.

У майбутньому подібні синтетичні клітини можуть використовуватися як біологічні мініфабрики для виробництва:

Сьогодні подібні завдання виконують генетично модифіковані бактерії, однак повністю контрольована синтетична клітина може виявитися ефективнішою та точнішою.

Що далі

Робота над SpudCell триває. Команда планує додати клітині більш складні метаболічні механізми, покращити процес поділу та створити структури, аналогічні цитоскелету.

За словами керівниці проєкту Кейт Адамали, головна мета полягає у створенні повністю керованої біологічної системи, де вчені розумітимуть призначення кожного окремого елемента.

Якщо наступні етапи досліджень будуть успішними, синтетична біологія може зробити ще один крок до створення штучних форм життя та принципово нових біотехнологій для медицини й промисловості.