Ученые создали живые клетки с нуля: что показал эксперимент SpudCells

Анатомия и эволюция SpudCells: как химия становится биологией

Чтобы полностью контролировать и понимать каждый элемент системы, команда Кейт Адамалы отказалась от модификации природных клеток. Они построили SpudCells по принципу "снизу вверх" (bottom-up).

Процесс создания и функционирования искусственных клеток :

Основание корпуса. Ученые взяли липосомы - микроскопические сферы с жировой оболочкой, заполненные водой, диаметром в несколько тысячных долей миллиметра.

Искусственный геном. Внутрь сфер добавили искусственно синтезированную ДНК с базовым набором инструкций для самовоспроизведения и разделения.

Механизм питания . SpudCells поместили в специальный жидкий раствор, насыщенный молекулами АТФ (основным источником энергии). Для роста искусственные клетки сливались с мелкими "клетками-кормителями", которые снабжали им ферменты и рибосомы для синтеза белков.

В ходе экспериментов биологи даже смогли смоделировать естественный отбор. Они доказали, что экземпляры с генетическим преимуществом в скорости роста вытесняли обычные SpudCells, размножаясь гораздо быстрее конкурентов.

Клетка SpudCell, собранная из неодушевленных химических компонентов в состоянии разделения (фото: Кейт Адамала)

Ограничение технологии и амбициозное будущее "операционной системы жизни"

Несмотря на уникальное достижение, Кейт Адамала подчеркивает, что SpudCells пока нельзя назвать полноценно живым. Они скорее "шасси" для будущей искусственной жизни.

Эти структуры полностью зависят от химического раствора, в который они погружены: они не могут самостоятельно выводить отходы, контролировать собственный метаболизм или собирать внутренние белковые инструменты.

Кроме того, во время деления они часто передают неправильное количество ДНК и полностью вырождаются уже через несколько поколений .

Для преодоления ограничений ученые из Стэнфорда и других ведущих институтов создали организацию Biotic. Их цель - объединить усилия для создания полноценной "операционной системы для жизни", построенной на базе генов и биохимии.

Перспектива развития технологии сулит появление искусственных организмов, спроектированных под конкретные задач : от экологического производства топлива и пищи до синтеза новейших лекарств.

В то же время проект вызывает дискуссии среди философов науки, отмечающих, что настоящая жизнь симбиотическая, поэтому попытка изолировать клетку чисто для производства химикатов лишает ее главного биологического аспекта - взаимодействия с окружающей средой.