Tim Univerziteta u Minnesoti razvio je SpudCell — prvu potpuno sintetičku ćeliju sastavljenu od neaktivnih hemijskih komponenti koja se hrani, raste i razmnožava. Umesto citoskeleta, deobu omogućavaju proteinske fuzije koje stvaraju pritisak na membranu. SpudCell je modularna i potencijalno primenljiva u proizvodnji lekova i industriji, ali predstoje tehnički i logistički izazovi, uključujući stabilizaciju sedam plazmida u jedinstven genom i globalnu standardizaciju.
SpudCell: Prva Potpuno Sintetička Ćelija Koja Se Hrani, Raste i Razmnožava
SpudCell under the microscope: a synthetic cell that grows and divides, challenging the boundary between life and chemistry | ©Image Credit: Kate Adamala, Adamala Lab
Tim istraživača sa College of Biological Sciences Univerziteta u Minnesoti predstavio je SpudCell — prvu potpuno sintetičku ćeliju koja, iako je sastavljena od neaktivnih hemijskih komponenti, pokazuje ponašanja karakteristična za žive ćelije: unošenje hranljivih materija, rast i razmnožavanje.
Kako je nastala SpudCell
Za razliku od ranijih pristupa koji su modifikovali postojeće organizme, SpudCell je konstruisana iz osnovnih hemijskih i bioloških elemenata. Autori projekta, među kojima su saradnički profesori Kate Adamala i Aaron Engelhart, uspeli su da sastave modularni sistem koji oponaša ključne funkcije ćelije bez upotrebe živog organizma kao osnove.
Mehanizam deobe
Jedan od najvećih tehničkih izazova bio je mehanizam ćelijske deobe. Umesto da rekreiraju složeni citoskelet, tim je dizajnirao proteinske fuzije koje se ciljano skupljaju na spoljašnjoj membrani. Kako se ti proteini gomilaju, stvaraju mehanički pritisak na membranu koji je dovoljan da izazove podelu ćelije i nastanak potomstva.
Prof. Adamala je istakla: «Hemijom smo ostvarili ono što je nekada mogla da postigne samo biologija — kompletan skup ponašanja ćelije.»
Modularnost i potencijalne primene
Pošto je SpudCell konstruisana, a ne «rođena», njena arhitektura je modularna: istraživači mogu da menjaju pojedinačne komponente i programiraju funkcije nezavisno, slično instaliranju aplikacija. Takav pristup otvara mogućnosti za preciznu proizvodnju lekova, naprednih materijala i industrijskih hemikalija pomoću programabilnih sintetičkih ćelija.
Izazovi i sledeći koraci
Ipak, pred naučnicima su značajni izazovi. Trenutni genetski plan SpudCell-a razložen je na sedam zasebnih DNK molekula (plazmida) koje treba stabilizovati u jedinstven, konzistentan genom. Pored toga, skaliranje proizvodnje i prenošenje znanja zahtevaju jedinstvene protokole i standarde kako bi se tehnika mogla široko primeniti.
Da bi rešili problem kompatibilnosti i deljenja znanja, istraživači se oslanjaju na inicijativu Biotic — međunarodni okvir za standardizaciju sintetičke biologije. Cilj Biotic-a je da uspostavi zajedničke protokole i «šasiju» koja će omogućiti laboratorijama širom sveta da rade kompatibilno i bez ponavljanja istih početnih grešaka.
Bezbednost, etika i transparentnost
Autori naglašavaju važnost otvorene i kolaborativne infrastrukture umesto privatnih, zatvorenih sistema. Otvoreni pristup, kako navode, smanjuje rizik da jedna institucija monopolizuje tehnologiju i olakšava uspostavljanje bezbednosnih i etičkih standarda za upotrebu programabilnih sintetičkih ćelija.
SpudCell predstavlja važan korak u razvoju sintetičke biologije, ali komercijalna i bezbedna primena zahteva dodatna istraživanja, standardizaciju i međunarodnu saradnju.
Pomozite nam da budemo bolji.
