Bilim insanları ilk kez sıfırdan sentetik hücre inşa etti

Minnesota Üniversitesi Twin Cities'deki araştırmacılar, tamamen cansız kimyasal bileşenlerden oluşan, beslenebilen, büyüyebilen, genomunu kopyalayabilen ve bölünebilen sentetik bir hücre olan SpudCell'i yarattılar; bu, laboratuvarda yaşam inşa etme konusundaki onlarca yıllık arayışta bir ilk.

Büyük Etkilere Sahip Küçük Bir Damla

Doçent Kate Adamala liderliğindeki bir ekip tarafından 1 Temmuz'da çevrimiçi olarak yayınlanan çalışma, bilim insanlarının büyüme, genomik replikasyon ve bölünme gibi birden fazla hücresel işlevi tek bir sentetik sistemde birleştirdiği ilk seferi temsil ediyor. SpudCell, yaklaşık 150 ila 200 molekülden ve tipik bir bakterininkinden yaklaşık 50 kat daha küçük olan sadece 36 geni kodlayan kompakt bir genomdan oluşuyor.science+2

Sistem, DNA'yı kopyalamak ve RNA'yı proteinlere çevirmek için gereken proteinler ve ribozomlar dahil olmak üzere biyolojik moleküllerden oluşan köklü bir araç seti olan PURE sistemine dayanıyor. SpudCell'in genomu, hücrenin büyümesi için ihtiyaç duyduğu enzimleri ve besinleri taşıyan daha küçük lipozomlar olan "besleyici vezikülleri" çeken moleküler yüzey etiketlerini kodluyor. Ayrı bir etiket seti, çevreleyen ortama harici bir molekül olan streptavidin eklendiğinde bölünmeyi tetikliyor.science

Münih Teknik Üniversitesi'nde sistem kimyacısı olan Tom Boekoven, "Tüm bu modülleri sentetik bir hücrede birleştirme yeteneği, alanın beklediği atılımdır" dedi, ancak iddiaların hala hakem değerlendirmesine ihtiyaç duyduğu konusunda uyardı.science

Sınırlamalar ve Gelecek Yol

SpudCell, canlı bir hücre olmaktan hala çok uzak. Bölünme verimsiz: araştırmacılar, hücreleri ayırmak için onları fiziksel olarak küçük gözenekli bir zardan geçirmek zorunda kalıyorlar. Beş bölünme döngüsünden sonra, yavru hücrelerin sadece yaklaşık yüzde 30'u tam genomu koruyor. Ribozomlar zamanla bozuluyor ve SpudCell'in yenilerini üretmek için bir mekanizması yok.mezha+1

Bir deneyde, Adamala'nın ekibi, bazı SpudCell'lerin daha fazla yüzey etiketi üretmesine izin veren, böylece daha fazla besin tüketmelerini ve daha hızlı büyümelerini sağlayan bir mutasyon tanıttı. Bu mutant hücreler, beş döngü boyunca mutasyona uğramamış olanları geride bıraktı; bu, mutasyon yapay olarak tanıtıldığı ve bölünme mekanik olarak desteklendiği için gerçek bir Darwinci evrim olmasa da, seçilime dair bir ipucudur.science

Özellikle, makale henüz resmi hakem değerlendirmesinden geçmedi. Adamala, Cell dergisi tarafından reddedildiğini söyledikten sonra, 190 sayfalık taslağı bioRxiv'e yüklemeden önce ambargo altında gazetecilerle paylaştı. Yakında yeni bir dergiye sunmayı planlıyor.science

Biotic: Açık Sentetik Hücre Araştırmaları İçin Yeni Bir Kurum

Duyuruyla birlikte Adamala, Stanford sentetik biyoloğu Drew Endy ve diğerleri, araştırma ekiplerini birleştirmeyi ve teknolojiyi açıkça paylaşmayı amaçlayan bir kamu yararı araştırma kuruluşu olan Biotic'i kurdular. Endy'ye göre kuruluş, "10 milyon dolar mertebesinde" ilk finansmanı sağladı ve bunun çoğunu Eylül ayından itibaren araştırma hibeleri olarak dağıtmayı planlıyor.science

Adamala, daha geniş sentetik hücre çabalarını hızlandırmak için bulguları hakem değerlendirmesinden bile önce hızlı bir şekilde yayınlama kararı hakkında "Bu bir kıvılcım gibi" dedi.science