Объект, известный как SpudCell, можно наблюдать исключительно под флуоресцентным микроскопом, но он способен расти, делиться и многократно повторять этот процесс. Создание такой клетки многие исследователи рассматривают как значительное достижение в области биологии.
В отличие от предыдущих синтетических клеток, выполняющих лишь отдельные функции, SpudCell сочетает несколько основных процессов, необходимых для жизни, в единую систему. Она способна расти, воспроизводить свой геном, делиться на дочерние клетки и даже проявлять конкуренцию между вариантами. Все эти процессы составляют полный клеточный цикл.
SpudCell состоит не из живого материала, а из неживых химических компонентов. Доктора Кейт Адамала и Аарон Энгельхарт с коллегами применили подход «снизу вверх» — противоположный традиционному методу создания синтетических клеток. Вместо того чтобы начинать с существующей живой клетки и удалять части до минимума, ученые стремились собрать клеточное поведение из определенных неживых компонентов. Они комбинировали 36 лабораторных белков, отвечающих за химические процессы клетки, с синтетическим геномом, содержащим около 90 000 букв ДНК. Вся система заключена в жировую внешнюю мембрану, похожую на ту, что покрывает живые клетки.
«Мы воспроизвели в химии то, что ранее было возможно только в биологии: полный набор поведения клетки, — говорит Адамала. — Это подтверждает, что самые основные функции жизни — рост и репликация — не требуют таинственной магической искры».
Исследователи выделяют две основные мотивации для создания синтетических клеток. Первая заключается в потенциальных областях практического применения. «В долгосрочной перспективе клеточноподобные системы могут стать более безопасными и контролируемыми биологическими системами для медицины, производства лекарств, экологического мониторинга и биобезопасности», — подчеркивает доктор Тара Динс из Технологического института Джорджии, не участвовавшая в проекте. Вторая мотивация более фундаментальна: ученые стремятся понять, как функционирует жизнь.
Тем не менее, эксперты подчеркивают, что SpudCell все еще далека от статуса настоящего живого организма. В настоящее время искусственная клетка не способна выживать самостоятельно — она не умеет производить собственные рибосомы — органеллы, которые синтезируют белки, и должна заимствовать их из специально созданных поддерживающих структур. Даже с этой поддержкой система неизбежно разрушается примерно после пяти циклов деления.
«Следующий важный шаг — сделать систему более самодостаточной, чтобы она могла расти, делиться и регенерировать свои ключевые строительные блоки на протяжении многих поколений без повторного вмешательства, — говорит профессор Имперского колледжа Лондона Юваль Элани. — Достижение этого приблизит нас к утверждению, что мы создали нечто действительно “живое”».
Фото: hi-tech.mail.ru