Գիտնականներն առաջին անգամ զրոյից ստեղծել են սինթետիկ բջիջ

Մինեսոտայի համալսարանի (Twin Cities) հետազոտողները ստեղծել են SpudCell՝ սինթետիկ բջիջ, որն ամբողջությամբ հավաքված է ոչ կենդանի քիմիական բաղադրիչներից, որը կարող է սնվել, աճել, կրկնօրինակել իր գենոմը և բաժանվել. սա առաջին դեպքն է լաբորատորիայում կյանք ստեղծելու տասնամյակներ տևած որոնումների ընթացքում:

Մի փոքրիկ կաթիլ՝ մեծ հետևանքներով

Աշխատանքը, որը հրապարակվել է հուլիսի 1-ին դոցենտ Քեյթ Ադամալայի գլխավորած թիմի կողմից, ներկայացնում է առաջին դեպքը, երբ գիտնականները համատեղել են բազմաթիվ բջջային գործառույթներ՝ աճ, գենոմային կրկնօրինակում և բաժանում՝ մեկ սինթետիկ համակարգում: SpudCell-ը բաղկացած է մոտ 150-ից 200 մոլեկուլից և կոմպակտ գենոմից, որը կոդավորում է ընդամենը 36 գեն, ինչը մոտ 50 անգամ փոքր է տիպիկ բակտերիայի գենոմից:science+2

Համակարգը հիմնված է PURE համակարգի վրա՝ կենսաբանական մոլեկուլների լավ հաստատված գործիքակազմ, ներառյալ սպիտակուցները և ռիբոսոմները, որոնք անհրաժեշտ են ԴՆԹ-ի տրանսկրիպցիայի և ՌՆԹ-ն սպիտակուցների վերածելու համար: SpudCell-ի գենոմը կոդավորում է մոլեկուլային մակերեսային պիտակներ, որոնք գրավում են «սնուցող վեզիկուլները»՝ ավելի փոքր լիպոսոմներ, որոնք տեղափոխում են բջջի աճի համար անհրաժեշտ ֆերմենտներ և սննդանյութեր: Պիտակների առանձին հավաքածուն առաջացնում է բաժանում, երբ շրջակա միջավայրին ավելացվում է արտաքին մոլեկուլ՝ ստրեպտավիդին:science

«Այս բոլոր մոդուլները սինթետիկ բջջի մեջ համատեղելու կարողությունը այն բեկումն է, որին սպասում էր ոլորտը», — ասել է Մյունխենի տեխնիկական համալսարանի համակարգային քիմիկոս Թոմ Բոեկովենը՝ միաժամանակ զգուշացնելով, որ պնդումները դեռևս պահանջում են գործընկերային վերանայում:science

Սահմանափակումներ և ապագա ճանապարհը

SpudCell-ը դեռ հեռու է կենդանի բջիջ լինելուց: Բաժանումը անարդյունավետ է. հետազոտողները պետք է ֆիզիկապես ստիպեն բջիջներին անցնել թաղանթի փոքրիկ ծակոտիներով՝ դրանք բաժանելու համար: Հինգ բաժանման ցիկլից հետո դուստր բջիջների միայն մոտ 30 տոկոսն է պահպանում ամբողջական գենոմը: Ռիբոսոմները ժամանակի ընթացքում քայքայվում են, և SpudCell-ը նորերը արտադրելու մեխանիզմ չունի:mezha+1

Փորձերից մեկում Ադամալայի թիմը ներմուծել է մուտացիա, որը թույլ է տվել որոշ SpudCell-ների արտադրել ավելի շատ մակերեսային պիտակներ, ինչը նրանց հնարավորություն է տվել սպառել ավելի շատ սննդանյութեր և ավելի արագ աճել: Այս մուտանտ բջիջները հինգ ցիկլի ընթացքում գերազանցել են ոչ մուտանտներին. սա սելեկցիայի ակնարկ է, թեև ոչ իրական դարվինյան էվոլյուցիա, քանի որ մուտացիան արհեստականորեն է ներմուծվել, իսկ բաժանումը՝ մեխանիկորեն աջակցվել:science

Հատկանշական է, որ աշխատությունը դեռ չի անցել պաշտոնական գործընկերային վերանայում: Ադամալան 190-էջանոց ձեռագիրը կիսել է լրագրողների հետ էմբարգոյի ներքո՝ նախքան այն bioRxiv-ում վերբեռնելը, այն բանից հետո, երբ, ըստ նրա, այն մերժվել է Cell ամսագրի կողմից: Նա ծրագրում է շուտով այն ներկայացնել նոր ամսագրի:science

Biotic. Սինթետիկ բջիջների բաց հետազոտությունների նոր ինստիտուտ

Հայտարարության հետ մեկտեղ Ադամալան, Սթենֆորդի սինթետիկ կենսաբան Դրյու Էնդին և ուրիշներ հիմնել են Biotic-ը՝ հասարակական օգտակար հետազոտական կազմակերպություն, որը նպատակ ունի միավորել հետազոտական թիմերը և բացահայտ կիսվել տեխնոլոգիայով: Կազմակերպությունը ապահովել է նախնական ֆինանսավորում «մոտ 10 միլիոն դոլարի չափով», ըստ Էնդիի, և ծրագրում է դրա մեծ մասը բաշխել որպես հետազոտական դրամաշնորհներ սեպտեմբերից սկսած:science

«Սա նման է կայծի», — ասել է Ադամալան իր բացահայտումները արագ հրապարակելու որոշման մասին՝ նույնիսկ մինչև գործընկերային վերանայումը, որպեսզի արագացնի սինթետիկ բջիջների ավելի լայն ջանքերը:science