Ученые из Университета Миннесоты создали SpudCell — первую синтетическую клетку, которая полностью состоит из небиологических химических соединений, но способна питаться, расти, копировать ДНК и делиться. Она демонстрирует ключевые свойства живого организма, хотя пока и не является полноценной жизнью.
SpudCell — это крошечный пузырек, созданный из липидов (жиров), который содержит внутри себя минимальный набор компонентов для имитации жизненного цикла. Ее "мозг" — это синтетический геном из семи фрагментов ДНК (плазмид) общей длиной около 90 000 пар оснований. Для сравнения: человеческий геном содержит около 3 миллиардов пар оснований.
Вот как она функционирует:
- Питание и рост: Клетка поглощает питательные вещества, сливаясь с более мелкими "пузырьками-кормильцами", которые содержат ферменты, рибосомы и другие необходимые молекулы.
- Репликация и деление: На основе своей ДНК клетка создает копии генома с помощью специального фермента. Для деления она использует белки, которые скапливаются на внутренней поверхности мембраны и создают давление, заставляющее клетку разделиться на две дочерние.
- Эволюция и естественный отбор: Исследователи создали мутантную версию SpudCell, которая была более эффективна в "поедании" питательных пузырьков. Всего за пять поколений эта мутация стала доминирующей, особенно в условиях нехватки ресурсов. Это доказывает, что даже в полностью синтетической системе могут работать принципы естественного отбора.
Несмотря на впечатляющие возможности, SpudCell далека от совершенства. Существует ряд фундаментальных ограничений: - Зависимость от "донорских" частей: Клетка не может самапроизводить рибосомы — "фабрики" по производству белков. Она получает их от бактерии E. coli через те самые питательные пузырьки. Из-за этой зависимости каждая линия SpudCell может просуществовать всего 5–10 поколений, после чего перестает функционировать.
- Нестабильный геном: Ее ДНК разбросана по семи отдельным плазмидам, а не собрана в одну компактную хромосому. Это означает, что генетическая информация не всегда полностью передается потомкам, что делает систему нестабильной в долгосрочной перспективе.
В следующей фазе исследований команда планирует научить SpudCell производить собственные рибосомы и объединить ее геном в более стабильную единую хромосому. Это приблизит синтетические клетки к характеристикам естественных и откроет путь к созданию полностью автономных форм жизни
SpudCell — это крошечный пузырек, созданный из липидов (жиров), который содержит внутри себя минимальный набор компонентов для имитации жизненного цикла. Ее "мозг" — это синтетический геном из семи фрагментов ДНК (плазмид) общей длиной около 90 000 пар оснований. Для сравнения: человеческий геном содержит около 3 миллиардов пар оснований.
Вот как она функционирует:
- Питание и рост: Клетка поглощает питательные вещества, сливаясь с более мелкими "пузырьками-кормильцами", которые содержат ферменты, рибосомы и другие необходимые молекулы.
- Репликация и деление: На основе своей ДНК клетка создает копии генома с помощью специального фермента. Для деления она использует белки, которые скапливаются на внутренней поверхности мембраны и создают давление, заставляющее клетку разделиться на две дочерние.
- Эволюция и естественный отбор: Исследователи создали мутантную версию SpudCell, которая была более эффективна в "поедании" питательных пузырьков. Всего за пять поколений эта мутация стала доминирующей, особенно в условиях нехватки ресурсов. Это доказывает, что даже в полностью синтетической системе могут работать принципы естественного отбора.
Несмотря на впечатляющие возможности, SpudCell далека от совершенства. Существует ряд фундаментальных ограничений: - Зависимость от "донорских" частей: Клетка не может самапроизводить рибосомы — "фабрики" по производству белков. Она получает их от бактерии E. coli через те самые питательные пузырьки. Из-за этой зависимости каждая линия SpudCell может просуществовать всего 5–10 поколений, после чего перестает функционировать.
- Нестабильный геном: Ее ДНК разбросана по семи отдельным плазмидам, а не собрана в одну компактную хромосому. Это означает, что генетическая информация не всегда полностью передается потомкам, что делает систему нестабильной в долгосрочной перспективе.
В следующей фазе исследований команда планирует научить SpudCell производить собственные рибосомы и объединить ее геном в более стабильную единую хромосому. Это приблизит синтетические клетки к характеристикам естественных и откроет путь к созданию полностью автономных форм жизни
Последнее редактирование модератором:
