Синтетические клетки «SpudCell» совершили полный жизненный цикл: учёные приблизились к созданию искусственной жизни

Исследователи из Университета Миннесоты сделали важный шаг на пути к созданию искусственной жизни. Под руководством доктора Кейт Адамалы они построили синтетические клетки, которые растут, делятся и передают генетический материал потомству, используя лабораторную ДНК. Работа, опубликованная в виде препринта, считается крупным прорывом в области синтетической биологии.

Как устроены SpudCells

SpudCells представляют собой крошечные сферы, заполненные водой — липосомы — диаметром в несколько тысячных долей миллиметра. Внутри них находится небольшой объём синтетической ДНК, обеспечивающей базовые функции. Для работы клетки необходима жидкость, насыщенная жизненно важными химическими веществами, такими как АТФ — основная энергетическая молекула, которую живые клетки производят из питательных веществ.

Чтобы расти, SpudCells сливаются с микроскопическими «питающими» липосомами, содержащими молекулы, ферменты и рибосомы — структуры, необходимые для синтеза белков. Геном клетки несёт инструкции для копирования ДНК и деления. Исследователи также продемонстрировали эволюционное преимущество: клетки с генетическим преимуществом в росте распространялись по популяции, вытесняя исходные SpudCells.

Значение и перспективы

«Создание синтетической клетки помогает нам понять минимальные требования для жизни и то, как жизнь могла возникнуть из химических веществ, — отметил профессор Том Эллис из Имперского колледжа Лондона. — Это также полезно, поскольку даёт полностью понятную систему для тестирования биологических схем и компьютерных моделей клеточной жизни». Однако клетки пока далеки от совершенства: они полностью зависят от веществ в окружающей жидкости, не могут самостоятельно строить аппарат для производства белков, контролировать метаболизм или избавляться от отходов. При делении они часто передают неправильное количество ДНК и «выдыхаются» через несколько поколений.

Доктор Адамала подчёркивает, что SpudCells не являются живыми, но могут стать платформой для создания жизни. Вместе с коллегами она запускает институт Biotic, который объединит мировых экспертов для дальнейшего совершенствования этих клеток. Цель, по словам сооснователя профессора Дрю Энди, — создать «операционную систему для жизни», основанную на генах и биохимии.

Не все учёные разделяют оптимизм. Профессор Джон Дюпре из Эксетерского университета сомневается, что синтетические клетки эффективнее модифицированных бактерий для производства лекарств, пищи и топлива. Он также отмечает, что жизнь, вероятно, не сводится к набору химических реакций: «Не хватает реляционного аспекта жизни — симбиотической взаимосвязи, которая, как мы теперь понимаем, универсальна».