Zespół z Uniwersytetu Minnesoty tworzy pierwszą syntetyczną komórkę z nieożywionych substancji chemicznych

Syntetyczna komórka od podstaw

SpudCell został w całości złożony ze znanych składników chemicznych (błona lipidowa, syntetyczny genom o długości 90 000 par zasad na siedmiu plazmidach, 36 oczyszczonych enzymów i inny aparat molekularny) na Uniwersytecie Minnesoty. W przeciwieństwie do wcześniejszych prób w biologii syntetycznej, które modyfikowały naturalne komórki, to podejście oddolne oznacza, że każda cząsteczka jest zrozumiana i może być celowo zaprojektowana.

Odtworzyliśmy w chemii to, co wcześniej było możliwe tylko w biologii: pełny zestaw zachowań komórki. To dowodzi, że najbardziej podstawowe funkcje życia, takie jak wzrost i replikacja, nie potrzebują tajemniczej iskry.

Pełny cykl życia, z zastrzeżeniami

SpudCell odżywia się przez fuzję z liposomami wypełnionymi składnikami odżywczymi, rośnie, replikuje swoje DNA i ostatecznie dzieli się, tworząc komórki potomne. Mechanizm podziału opiera się na białkach zagęszczających się na powierzchni błony, a nie na cytoszkielecie. W eksperymentach komórki z genetyczną przewagą wzrostu rozprzestrzeniały się w populacji. Proces ten jest jednak daleki od autonomii: naukowcy muszą przepychać komórki przez mikroskopijne pory w błonie, aby zainicjować podział, a tylko około 30% powstałych komórek zachowuje pełny genom po pięciu cyklach. Syntetyczna komórka nie potrafi również samodzielnie budować rybosomów – muszą być one dostarczane z zewnątrz; te pożyczone od E. coli ulegają degradacji po pięciu do dziesięciu pokoleniach.

Porównanie wielkości genomu

Genom SpudCell jest minimalny w porównaniu z naturalnymi organizmami.

Ostrożny krok, nie życie

Zespół nie twierdzi, że stworzył życie. „Życie nie jest binarne; waham się więc stwierdzić, że to jest żywe” – powiedziała Adamala. Syntetyczna komórka wykazuje wiele cech życia, ale brakuje jej pełnej samowystarczalności i nie ma uzgodnionej definicji życia, którą można by zastosować. Niemniej jednak zewnętrzni eksperci doceniają to osiągnięcie.

To jeszcze nie życie, ale ogromny krok w zrozumieniu, jak chemia może stać się biologią.

Od prototypu do linii produkcyjnej

Naukowcy przewidują, że SpudCell może służyć jako programowalna platforma do zastosowań biotechnologicznych – od produkcji leków po wychwytywanie dwutlenku węgla. Powołali instytucję Biotic, która ma udostępniać technologię i koordynować międzynarodowe wysiłki inżynieryjne. Kwestie bezpieczeństwa i etyki są pilne; Drew Endy ze Stanford zauważył potrzebę „dobrego zarządzania nimi”. Praca wciąż czeka na recenzję po odrzuceniu przez czasopismo i jest obecnie preprintem.