Tim sa Univerziteta Minesota razvio je sintetičke „SpudCells“ koje imaju samo 36 gena i oko 90.000 baznih parova i, po prvi put kod takvih konstrukata, pokazuju sposobnost deobe. Umesto klasičnog ćelijskog mehanizma, one se dele preko hemijskih oznaka koje privlače proteine ka membrani. SpudCells ne mogu sintetisati ribosome i preživeju najviše oko 10 generacija, pa se ne mogu smatrati potpuno živim, ali služe kao moćan model za proučavanje abiogeneze.
Univerzitet Minesota Napravio „SpudCells“ — Skoro‑Žive Sintetičke Ćelije Koje Se Mogu Deliti
Scientists Just Built an Almost-Living CellYana Iskayeva - Getty Images
Tim istraživača sa Univerziteta Minesota objavio je u predštampanom radu na bioRxiv novi model sintetičkih jedinica nazvanih „SpudCells“ koje pokazuju osnovne osobine života — uključujući sposobnost deobe — i predstavljaju važan alat za proučavanje nastanka života (abiogeneze).
Šta su SpudCells?
SpudCells su izuzetno pojednostavljene, „minimalne“ sintetičke ćelije sa samo 36 gena i oko 90.000 baznih parova. Za poređenje, poznati sintetički organizam JCVI‑syn3.0 iz 2016. ima 473 gena i približno 531.000 baznih parova, dok ljudski genom sadrži oko tri milijarde baznih parova.
Kako funkcionišu i čime su sačinjene?
Većina genetskog materijala u SpudCells potiče iz E. coli, dok su manji delovi pozajmljeni od bakteriofaga, a dodat je i fluorescentni protein iz meduze kako bi se ćelije lakše vizualizovale u eksperimentima, prema izveštajima New Scientist.
Mehanizam deobe
Ključni tehnički napredak je što se SpudCells zaista dele — ali na drugačiji način od prirodnih ćelija. Umesto da reorganizuju citoskelet i udvostruče DNK pre deljenja, SpudCells koriste hemijske oznake koje privlače specifične proteine ka membrani. Nakupljanje tih proteina stvara lokalni pritisak koji dovodi do suženja i cepanja membrane.
„Replikirali smo u hemiji ono što je ranije bilo moguće samo u biologiji: kompletan skup ponašanja ćelije,“ izjavila je Katarzyna Adamala, vodeća istraživačica projekta. „To dokazuje da osnovne funkcije života, poput rasta i replikacije, ne zahtevaju neki misteriozni ‘magični iskru’.“
Ograničenja i zašto SpudCells nisu stvarno žive ćelije
Iako pokazuju živa ponašanja, SpudCells nemaju sve komponente potrebne za samoodržanje. Najvažnije ograničenje je odsustvo sposobnosti sinteze ribosoma — strojeva koji proizvode proteine. Zbog toga su istraživači morali stalno dopremati neophodne proteine i enzime spolja. Čak i uz tu podršku, SpudCells su izdržale najviše oko 10 generacija.
John Glass iz J. Craig Venter Institute‑a, koji nije učestvovao u radu, rekao je za The New York Times da je ovo „neživa sintetička ćelija koja je mnogo bliža tome da bude ‘živa’ nego bilo šta drugo proizvedeno u polju donjeg pristupa sintetičkim ćelijama“ — ali bez ribosoma i mogućnosti beskonačne replikacije uz Darwinijsku evoluciju, SpudCells se ne smatraju živim organizmima.
Zašto je ovo važno?
SpudCells predstavljaju kontrolisan i jednostavan model za testiranje hipoteza o tome kako su se mogli pojaviti prvi oblici života na Zemlji. U polju „bottom‑up“ sintetičkih ćelija, ovakvi sistemi omogućavaju da se ispitaju koje molekularne funkcije su zaista ključne i koje se mogu rekonstruisati čistom hemijom.
Napomena: Rad je predštampan na bioRxiv i još nije prošao recenziju, pa su potrebna dodatna ispitivanja i potvrde pre nego što se zaključci smatraju konačnim.
Pomozite nam da budemo bolji.
