Компания произвела ткани почек и печени в космосе в рамках беспрецедентного биотехнологического эксперимента

Исследователи из Миннесотского университета объявили о выдающемся достижении в области синтетической биологии: создании искусственных клеток под названием SpudCell. Эти синтетические структуры были разработаны с способностью выполнять жизненно важные функции, такие как питание, пролиферация и репликация, хотя они и не считаются жизнью в традиционном смысле.

Характеристики SpudCell

SpudCell — это системы, разработанные для имитации фундаментальных процессов реальной биологической клетки. Хотя они и не являются полноценными организмами, они демонстрируют замечательные характеристики, включая рост, деление и конкуренцию за ресурсы. Система значительно упрощена по сравнению с природными клетками; в то время как человеческий геном содержит около 20 тысяч генов, а бактерия Escherichia coli — более 4 тысяч, SpudCell функционирует всего на 36 генах.

Компоненты, использованные в этом эксперименте, включают 36 генов, ответственных за первичные функции, такие как копирование ДНК, а также белки и молекулы, которые обеспечивают важнейшие химические реакции. Также были использованы липидные везикулы, выступающие в роли искусственных мембран, и внешне предоставленные рибосомы для синтеза белка.

Практическая разработка проекта

Кейт Адамала, специалист по синтетической биологии из Миннесотского университета, руководила этим проектом. Ее команда комбинировала различные химические вещества для формирования структур, способных выполнять типичные реакции живых клеток. Для этого были включены гены, полученные из вирусов и бактерии Escherichia coli. В контролируемой лабораторной среде система начала самоорганизовываться.

Важным аспектом этой работы является то, что это не цифровая симуляция, а прямое взаимодействие материи с материей. Клетки возникают после смешивания ингредиентов, а затем могут отделяться благодаря белкам, способствующим сворачиванию их мембран.

Текущие пределы и научные последствия

Несмотря на прогресс, создатели подчеркивают, что SpudCell не следует классифицировать как полноценные живые организмы. Кейт Адамала подчеркивает эту осторожность, заявляя, что «жизнь не бинарна», указывая на отсутствие строгой границы между тем, что живо, и тем, что нет.

Научное сообщество положительно отреагировало на открытие. Джон Гласс из Института Дж. Крейга Вентера выразил восхищение интегрированной функциональностью стольких элементов в одной системе. Дрю Энди из Стэнфордского университета охарактеризовал эксперимент как сконструированный, но демонстрирующий клеточное поведение.

Будущие перспективы и инициативы

Возможности, вытекающие из этого исследования, огромны, и они могут помочь в понимании минимальных требований к существованию жизни и проложить путь для будущих применений, таких как фармацевтическое производство или улавливание углерода. Теоретически, будущие версии этих клеток могли бы синтезировать сложные соединения, которые в настоящее время трудно получить в лаборатории.

Для содействия этому прорыву исследователи учредили инициативу Biotic, цель которой — объединить ученых и облегчить доступ к материалам, необходимым для создания новых SpudCell. Однако существует деликатный момент: более сложные системы могут вызвать опасения по поводу их ненадлежащего использования, что побуждает поддерживать разработку в открытом и совместном формате. Дрю Энди сравнил это с первым полетом братьев Райт: скромное, но преобразующее начало.

В настоящее время SpudCell все еще зависят от внешних поставок, а их выживаемость ограничена несколькими поколениями, но этот прорыв уже признан значимой вехой в синтетической биологии.