"SpudCell" е обявена от създателите си за голям напредък в синтетичната биология. Част от тази реклама е оправдана - да, това е клетка, но може би не съвсем това, което бихме могли да наречем жива клетка. Тя има 36 гена, които ѝ позволяват да копира ДНК и да се репликира по примитивен начин, но се нуждае от много външна помощ и се проваля след около пет деления. Това обаче е много повече от постижението на който и да е друг екип, така че може би е най-голямото постижение на биоинженерството до момента.
Създаден от Кейт Адамала (Kate Adamala) в Университета на Мисури и нейните колеги, екипът сега прави проекта SpudCell с отворен код, за да може той да бъде допълнително развиван и дори да може да се дели безкрайно.
Ето какво трябва да знаете:
Какво е SpudCell?
Това е стъпка към създаването на минимална форма на живот, чиито функции са напълно разбрани. Предишни опити включваха изтриване на гени от бактериални клетки, чиито геноми са малки по начало. Например, през 2016 г. бактерия с 901 гена беше опростена, така че имаше само 493 гена. Екипът на Адамала направи нещата обратното, започвайки само с 36 гена. Те идват предимно от бактерии E. coli, но има и някои от фагови вируси, които заразяват бактерии, и един за флуоресцентен протеин от медуза, който помага да се направят клетките видими.
SpudCell, с червена мембрана, оцветена с липидно багрило. Кредит: Orion Venero, Adamala Lab
И така, това форма на живот ли е?
Не. То може да прави някои от нещата, които правят живите клетки, като например да репликира гените си и да се дели, но не ги прави добре и се нуждае от много външна помощ, само за да го направи недобре. Например изследователите са демонстрирали еволюция в смисъл, че когато са въвели полезна мутация, тези клетки са се справили по-добре. Но мутацията е трябвало да бъде въведена умишлено, а не се случва спонтанно.
"Мисля, че мога да я нарека жива, ако се репликира безкрайно и ако е способна на дарвинистка еволюция", обяснява Адамала.
Можем ли наистина да я наречем синтетична клетка тогава?
Зависи от дефиницията. Това е синтетична клетка в смисъл, че е сглобена в лаборатория и прави някои от нещата, които прави една клетка. Но е сглобена с помощта на части от съществуващи клетки – главно тези 36 гена – вместо да е създадена изцяло от нулата. Може да се разглежда като изключително опростена E. coli с няколко допълнения от други вируси, бактерии и медузи.
Как е сглобена?
Изследователите са проектирали 36 гена в седем кръгови парчета ДНК. Те са направили много копия от тях и ги поставили в разтвор, съдържащ всички останали неща, от които клетките се нуждаят, като градивните елементи на ДНК и протеини, и мастни молекули, които спонтанно образуват клетъчноподобни мехурчета. Някои от тези мехурчета се оказали с всичките седем части на генома.
След това клетките се поддържат живи от два от гените, кодиращи протеини, които образуват пори в мембраната, позволявайки да навлизат някои малки молекули. По-големите молекули се доставят под формата на малки мехурчета, които се сливат с клетките. Така клетката се снабдява с всички градивни елементи на живота, защото не може да произведе нито един от тях сама.
Клетъчният цикъл на синтетични клетки с 90 kbp геном, подложени на селекционна репликация. Кредит: Gaut et al., Biotic, 2026
Как се делят клетките?
Екипът добавя големи протеини към разтвора, които се свързват с една от протеиновите пори, стърчащи от мембраната. Те се борят за пространство и карат мембраната да се огъва, разказва Адамала, което може да доведе до отделяне на част от SpudCell и образуване на отделен балон. Това не е равномерно делене на две части и получените клетки имат произволна селекция от кръгови части от ДНК, така че много от тях нямат пълния набор от гени.
Защо просто не се сложат всички гени на едно парче ДНК?
Това би било по-добре, за да се гарантира, че дъщерните клетки получават всички гени, но е много трудно да се работи с толкова големи парчета ДНК, обяснява Адамала. "След като успеем да получим геном, от който да сме доволни, той определено трябва да бъде обединен в един голям фрагмент."
SpudCell, с червена мембрана, оцветена с липидно багрило. Кредит: Orion Venero, Adamala Lab
Защо клетките спират да правят каквото и да било след около пет цикъла делене?
Екипът не знае защо става така, но клетките не са способни да създават свои собствени фабрики за производство на протеини или рибозоми. Те трябва да бъдат снабдявани с тях.
"Предполагаме, че се случва някакъв провал в работата на рибозомите [клетките спират да се делят]", отбелязва Адамала. Така че, ако клетките започнат да произвеждат свои собствени рибозоми, те може да успеят да продължат да се делят безкрайно време. "Мисля, че е постижимо много скоро."
Всичко това е много впечатляващо, но защо изобщо е създаден SpudCell?
"Искаме да можем да произвеждаме всички нефтохимикали с жива биология, за да можем на практика да се откажем от петрола заради всички ползи за климата и обществото", разказва Адамала.
На практика всички химикали, от пластмаси до пестициди, са получени от петрол и газ. Много от тези химикали са токсични, казва тя, и биха убили нормалните клетки, които ги произвеждат. Но синтетичните клетки биха могли да бъдат проектирани да ги понасят.
Може ли някога да бъде опасно?
Не. Това е чудовище на Франкенщайн, приковано към легло, което трябва да се храни с лъжица. Няма никаква опасност, че ще излезе извън контрол. И дори ако наистина може да бъде съживено напълно, е малко вероятно да може да оцелее извън лаборатория или фабрика. Съществуващите бактерии са далеч по-голяма заплаха.
Справка: A Chemically Defined Synthetic Cell Capable of Growth and Replication; Nathaniel J. Gaut, Christopher Deich, Brock Cash, Tanner Hoog, Aaron E. Engelhart, Katarzyna P. Adamala; Biotic 2026; https://www.biotic.org/research/spudcell/spudcell-manuscript.pdf
Източник: What is 'SpudCell'? Arguably the greatest bioengineering feat yet, New Scientist
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Колко бързо става квантовото вплитане? Учени го изследват в атосекунден мащаб
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии