Прорыв в синтетической биологии
Учёные впервые успешно собрали с нуля синтетическую клетку, которая не только реплицирует ДНК, но и делится на дочерние клетки. Работа, возглавляемая специалистом по синтетической биологии Кейт Адамалой (Университет Миннесоты), опубликована на препринт-сервере biorxiv.org 2 июля. Хотя статья ещё не прошла рецензирование, эксперты уже называют это «святым Граалем» синтетической биологии — первым убедительным доказательством возможности создания жизни из неживых компонентов в лаборатории.
Как устроена «искусственная» клетка
Синтетическая клетка не является полностью автономной: она не имеет собственной системы метаболизма и зависит от внешних питательных веществ. Однако она выполняет ключевые функции клеточного цикла. Архитектура системы включает:
- Липидную мембрану (липосому): служит оболочкой, удерживающей компоненты.
- Синтетический геном: содержит инструкции для репликации ДНК и синтеза базовых белков, но лишён генов метаболизма.
- «Пакеты с припасами»: отдельные липосомы, содержащие сахар, липиды, тРНК и рибосомы. Они сливаются с основной клеткой через модифицированные мембранные белки, поставляя ресурсы для трансляции генетического кода.
- Систему репликации: основана на доработанной системе, разработанной Ханнесом Мутчлером и Кристофом Данелоном, интегрированной с коммерческим набором из 36 ферментов.
Главное достижение: механизм деления
Самой сложной задачей стало заставить клетку делиться. Традиционные клетки используют цитоскелет для разделения, но синтетические биологи отказались от этой сложной структуры. Вместо этого Адамала применила механизм, описанный Рейнхардом Липовски: белковые метки на мембране вызывают её деформацию и разделение при слиянии с «пакетами припасов». Флуоресцентная микроскопия зафиксировала процесс: клетка удлиняется, сжимается и разделяется на две идентичные дочерние структуры.
Почему это важно
Создание клетки с нуля даёт учёным полный контроль над её компонентами. Как отмечает Адамала, у них есть «чертёж» и полный список химических ингредиентов. Это позволяет:
- Тестировать гипотезы об абиогенезе (происхождении жизни).
- Создавать биореакторы для производства биотоплива и лекарств.
- Изучать минимальные требования для поддержания жизни.
Мнение экспертов
Джек Шостак (Чикагский университет) и Сийбрен Отто (Институт химии имени Стратинга, Нидерланды), не участвовавшие в исследовании, высоко оценили работу. Отто отметил, что хотя цель создания полностью автономного организма ещё не достигнута, наука значительно приблизилась к ней. Адамала подводит итог: «На что ещё способна биология?», предлагая исследователям заглянуть в будущее, где жизнь можно будет проектировать, а не только открывать.
Источник: Habr ↗