Учените казват, че са изградили клетка от нулата за първи път

Вижте всички тематики Връзката е копирана! Следвайте

Учените споделят, че са построили клетка от нулата за първи път, която може да се храни, пораства и възпроизвежда като естествена клетка. Този пробив в синтетичната биология може да сложи началото на епоха на основани по поръчка организми които действат като живи машини.

Кейт Адамала, синтетичен биолог и професор в Университета на Минесота, и нейният екип конструираха клетката част по част от неживи химически съставни елементи. Творението е стеснен и нежен първообраз, само че може да помогне на учените да схванат по-добре произхода на живота и евентуално може да бъде програмирано да помогне за намаляване на някои от най-големите биологични проблеми в света. Клетката е неспецифична - нито растителна, нито животинска - само че най-вече наподобява на елементарна бактерия.

„ Знам цялостния лист на съставките на клетката, знам тъкмо какви химикали, какви молекули в какви концентрации “, сподели тя. „ Той е изцяло дефиниран, което значи, че можем да го проектираме. “

Учените в продължение на десетилетия биоинженерстват естествени кафези за решение на човешки проблеми.  Известен образец е по какъв начин човешки инсулинови гени могат да бъдат вмъкнати в бактериални кафези на E. coli за произвеждане на инсулин и лекуване на диабет. Учените настояват, че синтетичните кафези са идната граница; те биха могли евентуално да доведат до създаването на нови лекувания за рак и нови способи за хващане на въглерод или произвеждане на химикали.

Клетките са главните градивни детайли на живота, само че те надалеч не са елементарни. Човешкото тяло има 37 трилиона кафези, повече от броя на звездите в небето, и учените към момента не знаят по какъв начин работят всеки разнообразни типове кафези или какво тъкмо съдържат.

Синтетичната клетка, която Адамала и нейните сътрудници построиха, не беше „ живот, основан в лабораторията “, а „ същински крайъгълен камък по пътя към този въпрос “, сподели Ювал Елани, доцент по биохимични технологии в Imperial College London, който не взе участие в работата.

" Изграждането на клетка от нулата значи, че към този момент не сте обвързани с рестриктивните мерки и еволюционния багаж на естествената биология. Това отваря опцията за планиране на системи и програмирането им да вършат неща, които живите кафези може да не вършат елементарно или може въобще да не вършат ", сподели Елани.

„ Според мен това е същински прогрес в дългогодишните старания да се запитаме дали химията може да бъде проведена толкоз безапелационно, че да стартираме да я назоваваме живот. “

Областта на синтетичната биология е обособена от проучванията на стволови кафези, при които учените препрограмират и манипулират съществуващи кафези, получени от биологични запаси.

„ Невероятно слаб организъм “

Адамала назова своето създание „ SpudCell “, частично като смешка, тъй като не искаше да бъде кръстено на себе си. Това също е игра на Sputnik, съветският спътник, който започва галактическата епоха през 50-те години

„ Надяваме се, че в действителност започваме същинската епоха на биоикономиката, позволявайки технология, която ще разреши на хората да проектират биология “, сподели тя.

В сряда Адамала и нейните сътрудници разгласиха научната публикация, описваща по какъв начин работи SpudCell, макар че проучването не е оповестено в рецензирано научно списание. Адамала сподели, че ще бъде изпратен за издание тази седмица. Заедно с други двама учени, Дрю Енди и Ян Джедришек, и биотехнологичния бизнесмен Крис Раджио, Адамала основа общественополезна институция, наречена Biotic, която се надява да разшири опциите на синтетичната клетка, като я направи налична за други откриватели.

Съставена от 150 до 200 молекули, SpudCell се храни, пораства и се репликира за към пет генерации, съгласно Адамала. Тя е доста по-малко комплицирана от биологична клетка, която съдържа милиони, в случай че не и милиарди, молекули.

Адамала разказва SpudCell като „ необикновено слаб организъм, който сега не прави нищо друго с изключение на да яде и понякога да основава дъщерна клетка “. Всяко потомство изисква хранене и лишава към 12 часа, с цел да се възпроизведе при температура от 30 градуса по Целзий (86 градуса по Фаренхайт). За съпоставяне, E. coli се дели на всеки 30 минути.

Геномът на синтетичната клетка е доста по-малък от този на естествената клетка, с 90 000 базови двойки. (Геномът на E. coli има 4,6 милиона базови двойки.) Докато може да се репликира като естествена клетка, синтетичната клетка употребява друг механизъм. Естествената клетка употребява цитоскелет, структурна рамка, която липсва на SpudCell. Синтетичната клетка, в противен случай, създава протеини, които се натрупват върху мембраната, принуждавайки я да се раздели.

SpudCell също не е в положение да направи свои лични рибозоми, основни елементи от естествена клетка, които създават протеини. Вместо това, той употребява рибозоми на E. coli, които се доставят посредством хранене.

„ Това е единствено началото “, сподели Адамала. „ Това е шаси, върху което се надяваме да надграждаме и това е значимо, тъй като в този момент в действителност можем да имаме някаква рационална визия по какъв начин да надграждаме върху него. “

Елани сподели, че синтетичната клетка не имитира тъкмо естествена клетка - само че това не е безусловно минус. „ Някои от тези сходни на живота държания се реализират посредством механизми, много разнообразни от тези, употребявани в биологията “, сподели той по имейл. " Това има значение, тъй като синтетичната биология не постоянно е за реплика. Понякога ни разрешава да вършим нещата по друг метод и да използваме директни пътища. "

Други учени, които не вземат участие в проучването, разказват работата като трогателен прогрес. SpudCell пресича границата сред „ купчина химикали и естествено еволюирала клетка в природата “, сподели Елизабет Стрихалски, началник на група в Националния институт на САЩ