Ученые из Университета Миннесоты сообщили о создании первой в мире полностью синтетической клетки, способной самостоятельно выполнять полный клеточный цикл. Результаты исследования опубликованы на сайте проекта Biotic.
Разработка, получившая название SpudCell («Картофельная клетка»), была собрана из неживых химических компонентов и, по утверждению авторов, умеет поглощать питательные вещества, расти, копировать собственный генетический материал и делиться, образуя новые клетки. Исследователи считают, что это достижение может стать важным этапом в развитии синтетической биологии и приблизить создание искусственных организмов, которые можно будет программировать для выполнения различных задач – от производства лекарств до борьбы с изменением климата и очистки окружающей среды.
Руководитель проекта, специалист по синтетической биологии Кейт Адамала заявила, что ученым удалось воспроизвести с помощью химии процессы, которые прежде были возможны только в живых организмах. По ее словам, работа показывает, что такие фундаментальные свойства жизни, как рост и размножение, не требуют существования некой особой «искры жизни». При этом исследователь подчеркнула, что одним из главных преимуществ SpudCell является ее полностью известный состав. Если природные клетки чрезвычайно сложны, то создатели искусственной клетки знают каждую входящую в нее молекулу и ее концентрацию, что позволяет целенаправленно изменять конструкцию и программировать ее свойства.
Несмотря на громкие заявления, сами авторы признают, что SpudCell пока остается крайне примитивной системой. Она содержит всего около 150–200 различных молекул, тогда как обычная живая клетка включает миллиарды молекул. Сейчас синтетическая клетка способна существовать примерно в течение пяти поколений, однако полностью зависит от человека. Для деления, которое происходит примерно раз в 12 часов, ее необходимо постоянно снабжать питательными веществами и поддерживать температуру около 30 градусов Цельсия.
Кроме того, SpudCell не умеет самостоятельно синтезировать белки, поэтому ученым приходится регулярно обеспечивать ее всеми необходимыми компонентами. По сравнению с обычными бактериями, например кишечной палочкой, которая делится примерно каждые 30 минут, искусственная клетка работает значительно медленнее.
Сама Адамала охарактеризовала свое творение как «невероятно слабый организм», который пока практически ничего не делает, кроме питания и редкого образования дочерней клетки. Однако именно такую простую конструкцию исследователи рассматривают как основу для дальнейшего развития технологии. По словам ученого, теперь у специалистов появилось понимание того, как постепенно усложнять систему и наделять ее новыми функциями.
Работа уже вызвала активные споры в научном сообществе. Профессор биоинженерии Стэнфордского университета Дрю Энди считает, что исследователям действительно удалось создать искусственную клетку, однако говорить о создании новой формы жизни пока преждевременно. По его мнению, SpudCell не способна самостоятельно существовать и эволюционировать без постоянного участия своих создателей. В то же время исследователь Института Дж. Крейга Вентера Джон Гласс назвал разработку самым близким к «живому» синтетическим объектом, который когда-либо удавалось получить в рамках создания искусственных клеток «с нуля».
Пока результаты представлены в виде препринта и еще не прошли независимое научное рецензирование. Авторы намерены направить исследование в научный журнал уже на этой неделе, после чего его выводы предстоит проверить другим специалистам. Несмотря на это, многие ученые уже называют создание SpudCell одним из наиболее значимых достижений последних лет в области синтетической биологии и считают, что в будущем подобные технологии могут положить начало новой эпохе, в которой биологические системы будут проектироваться и программироваться так же, как сегодня создаются электронные устройства.
Как писала газета ВЗГЛЯД, американские исследователи превратили ДНК человеческих кожных клеток в функциональные яйцеклетки. В мае текущего года Китай запустил первый космический эксперимент с искусственными человеческими эмбрионами.