Ученые создали искусственную клетку, способную расти, делиться и передавать ДНК

Ученые сделали шаг, который еще недавно казался невозможным: им удалось создать искусственную клетку с нуля - используя только химические компоненты. Новая система способна выполнять ключевые признаки живого организма: расти, получать питание, копировать свою ДНК, делиться и передавать генетическую информацию следующим поколениям, сообщает IE.

Отмечается, что разработка может стать основой для создания программируемых "клеточных фабрик", которые в будущем смогут производить лекарства, новые виды топлива и материалы с уникальными свойствами.

Современная биология уже умеет редактировать гены и пересаживать ядра, но создание полноценной клетки из отдельных химических элементов остается одной из самых сложных задач науки, - отметили ученые.

Искусственная клетка под названием SpudCell не является живым организмом в привычном понимании, но способна выполнять многие процессы, которые считаются основой жизни. Основой SpudCell стали липосомы - микроскопические пузырьки с жировой оболочкой, заполненные водой. Внутри них ученые разместили искусственную ДНК, содержащую инструкции для работы клетки.

Чтобы расти, клетка получает необходимые компоненты извне. Она соединяется с небольшими каплями-донорами, которые поставляют ей ферменты, рибосомы и молекулы-предшественники. Этот процесс напоминает то, как простейшие организмы поглощают пищу, только происходит на молекулярном уровне.

Одним из главных достижений стало то, что SpudCell смогла не только существовать, но и воспроизводить себя.

В отличие от настоящих клеток, где деление контролируется сложными биологическими механизмами, искусственная клетка использует более простой способ. Белки постепенно накапливаются на ее мембране, создавая механическое напряжение, пока оболочка не разделяется на две части, - объяснили специалисты.

Но еще более удивительным оказался следующий эксперимент: ученые смогли наблюдать эволюцию искусственной клетки прямо в лаборатории.

Исследователи внесли генетическое изменение, которое ускоряло производство одного из белков. Измененные клетки начали расти быстрее и создавать больше потомков. Уже через пять поколений они полностью вытеснили исходную популяцию, особенно в условиях ограниченных ресурсов.

Геном SpudCell содержит около 90 тысяч пар азотистых оснований - значительно меньше, чем у большинства природных клеток. При этом ее генетический материал устроен необычно: вместо одной хромосомы он разделен на семь отдельных плазмид, - говоритяс в исследовании.

Такое решение позволяет ученым управлять разными функциями клетки независимо друг от друга - например, отдельно программировать рост, деление или производство определенных белков.

Ученые считают, что в будущем подобные клетки могут превратиться в своеобразные биологические производственные линии. Их можно будет настраивать для создания редких лекарств от рака, новых биоматериалов или экологичных пластиков.

Мы воспроизвели в химии то, что раньше было возможно только в биологии: полный набор клеточных функций. Это показывает, что фундаментальные процессы жизни, такие как рост и размножение, не требуют какой-то мистической искры, - заявила Кейт Адамала из Университета Миннесоты, руководитель проекта.

Чтобы приблизить технологию к практическому применению, Адамала и ее коллеги создали исследовательскую организацию Biotic, которая займется разработкой стандартов и инфраструктуры для клеточной биоинженерии.