वैज्ञानिकों ने पहली कृत्रिम कोशिका बनाने की सफलता की घोषणा की है जिसमें बढ़ने और विभाजित होने की क्षमता है। हालांकि यह संरचना जीवित कोशिका के कुछ बुनियादी कार्यों को दोहराती है, लेकिन इसे कार्य करने के लिए अभी भी बाहरी समर्थन की आवश्यकता है, और प्राप्त परिणामों की पुष्टि अन्य शोधकर्ताओं द्वारा की जानी चाहिए।
दशकों से जीव विज्ञान के मुख्य लक्ष्यों में से एक यह पता लगाना रहा है कि क्या पूरी कोशिका को केवल रासायनिक पदार्थों से बनाया जा सकता है। अब मिननेसोटा विश्वविद्यालय की टीम का दावा है कि उन्होंने इस दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है।
शोधकर्ताओं ने SpudCell नामक एक कृत्रिम संरचना विकसित की है। यह कोशिका कई कार्यों को करने में सक्षम है जो जीवित जीवों के विशिष्ट हैं: यह पोषण करती है, बढ़ती है, अपने डीएनए की प्रतिलिपि बनाती है, दो नई कोशिकाओं में विभाजित होती है, और यहां तक कि अन्य समान संरचनाओं के साथ भोजन के लिए प्रतिस्पर्धा भी करती है।
यह शोध बायोआरएक्सिव सर्वर पर प्रकाशित किया गया था, जिसका अर्थ है कि इसकी अभी तक सहकर्मी समीक्षा नहीं हुई है, यानी अन्य वैज्ञानिकों ने इसे वैज्ञानिक पत्रिका में आधिकारिक प्रकाशन से पहले विश्लेषण नहीं किया है। यदि परिणामों की पुष्टि हो जाती है, तो यह सिंथेटिक बायोलॉजी के लिए एक महत्वपूर्ण उपलब्धि होगी।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह पहली सिंथेटिक कोशिका नहीं है जिसे कभी बनाया गया हो। 2010 में, जे. क्रेग वेंटर इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने एक बैक्टीरिया का उत्पादन किया था जिसका डीएनए प्रयोगशाला में पूरी तरह से संश्लेषित किया गया था। हालांकि, उस समय का प्रयोग एक वास्तविक बैक्टीरिया पर आधारित था। नया शोध पीछे की ओर जाने का प्रयास करता है - लगभग सब कुछ शून्य से बनाना।
वैज्ञानिकों ने वसा से छोटे सूक्ष्म बुलबुले बनाने की प्रक्रिया शुरू की, जिन्हें लाइपोसोम कहा जाता है। ये बुलबुले सभी कोशिकाओं को घेरने वाली झिल्ली का एक सरलीकृत कार्य करते हैं। इन बुलबुलों के अंदर पानी, आवश्यक अणु और केवल 36 जीन वाला डीएनए का एक छोटा सेट रखा गया था। तुलना के लिए, एक सामान्य बैक्टीरिया में लगभग 4400 जीन होते हैं।
प्राप्त SpudCell को आलू (spud) से समानता और अंतरिक्ष दौड़ की शुरुआत के प्रतीक स्पुतनिक (Sputnik) के संदर्भ के कारण इसका नाम मिला। शोध प्रमुख, पोलिश, ने नाम चुनने पर मजाक करते हुए द गार्डियन को बताया: 'मैं मुख्य रूप से आलू से बनी हूँ'।
कोशिका को पोषक तत्वों से भरपूर घोल में रखा गया। इसने एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) अवशोषित किया - एक अणु जो लगभग सभी ज्ञात जीवन को ऊर्जा प्रदान करता है - और प्रोटीन और अन्य आवश्यक घटकों ले जाने वाले छोटे 'पोषक' बुलबुलों के साथ संलयन किया। इस सामग्री के प्रवेश के साथ, SpudCell का आकार बढ़ता गया। जब एक निश्चित आकार तक पहुंच गया, तो इसकी झिल्ली में प्रोटीन का संचय कोशिका को दो भागों में विभाजित करने का कारण बना, और प्रत्येक ने डीएनए की एक प्रति विरासत में ली।
यह पहला मामला है जब एक कोशिका, जो पूरी तरह से निर्जीव घटकों से बनी है, वृद्धि, आनुवंशिक सामग्री की प्रतिकृति और विभाजन के चक्र को पूरा करने में सक्षम हुई है।
फिर भी, कोशिका को अभी तक जीवित नहीं माना जाता है। मुख्य सीमा यह है कि SpudCell स्वयं राइबोसोम का उत्पादन नहीं कर सकती है - वे संरचनाएं जो कोशिकाओं के भीतर लघु प्रोटीन कारखानों के रूप में कार्य करती हैं। इसके बजाय, इसे तैयार राइबोसोम की आवश्यकता होती है, जिन्हें शोधकर्ता पोषक बुलबुलों के माध्यम से पहुंचाते हैं। इस 'समर्थन' के बिना, कोशिका पांच से दस पीढ़ियों के बाद काम करना बंद कर देती है।
इसके अलावा, इसका डीएनए बहुत सरल है: जबकि मानव जीनोम में लगभग 3 अरब बेस जोड़े होते हैं, SpudCell का जीनोम केवल 90 हजार होता है। इतना ही नहीं, इसकी आनुवंशिक सामग्री सात अलग-अलग खंडों में विभाजित है, जो हमेशा संतति कोशिकाओं के बीच सही ढंग से वितरित नहीं होते हैं, जिससे इसे प्रयोगशाला में बनाई गई स्थितियों पर पूरी तरह निर्भर रहना पड़ता है।
इसके बावजूद, SpudCell ने विकास से संबंधित व्यवहार प्रदर्शित किया। शोधकर्ताओं ने एक संशोधित संस्करण बनाया जो भोजन को अधिक कुशलता से अवशोषित करता था। जब दो किस्मों ने एक साथ बढ़ना शुरू किया, तो उत्परिवर्ती संस्करण ने अधिक संतान पैदा की और पांच पीढ़ियों के बाद, विशेष रूप से पोषक तत्वों की कमी की स्थिति में, प्रमुख बन गया। इसका मतलब यह नहीं है कि कोशिका प्राकृतिक जीव के रूप में विकसित हो रही है, लेकिन यह दिखाता है कि यहां तक कि एक कृत्रिम प्रणाली भी चयन की एक साधारण प्रक्रिया से गुजर सकती है।
इस अध्ययन का उद्देश्य प्राकृतिक जीवों के स्थान पर कृत्रिम जीवन बनाना नहीं है। वैज्ञानिकों का मानना है कि कोशिका को टुकड़ों में बनाना इस प्रश्न का उत्तर देने में मदद करता है कि किसी चीज को जीवित जीव की तरह व्यवहार करने के लिए न्यूनतम घटकों के सेट की आवश्यकता क्या है। यह समझ व्यावहारिक अनुप्रयोगों का मार्ग भी खोल सकती है: भविष्य में सिंथेटिक कोशिकाओं को दवाओं, नई सामग्रियों या अणुओं के उत्पादन के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है जिन्हें प्राकृतिक कोशिकाएं नहीं बना सकती हैं।
हालांकि, यह अभी भी दूर है। म्यूनस्टर विश्वविद्यालय के जैव रसायनज्ञ सेराफिना वेग्नर, जो इस काम में शामिल नहीं थीं, ने साइंस पत्रिका को बताया: 'यह एक बहुत ही दिलचस्प लेख है, लेकिन मुझे नहीं लगता कि इसका मतलब है कि हम पूरी तरह से सिंथेटिक कोशिका बनाने के करीब हैं।'
टीम का अगला कार्य यह सुनिश्चित करना है कि SpudCell के भविष्य के संस्करण अपने राइबोसोम का स्वतंत्र रूप से उत्पादन कर सकें और शोधकर्ताओं द्वारा प्रदान किए गए 'पोषण' पर निर्भरता समाप्त कर दें। फिलहाल, SpudCell को इस बात का प्रमाण माना जाना चाहिए कि जीवन की विभिन्न विशेषताएं एक ऐसी संरचना में उत्पन्न हो सकती हैं जो पूरी तरह से रासायनिक घटकों से बनी हो। जैसा कि स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के बायोइंजीनियर डリュー एंडी ने न्यूयॉर्क टाइम्स को साक्षात्कार में सारांशित किया, यह उपलब्धि राइट बंधुओं की पहली उड़ान की याद दिलाती है: 'राइट फ्लायर की 12 सेकंड की उड़ान आपको बोइंग 737 नहीं बनाती है। यह सिर्फ शुरुआत है'।
