Синтетическая клетка SpudCell впервые прошла полный жизненный цикл: рост, деление и наследование ДНК
Учёные из Университета Миннесоты представили синтетическую клетку SpudCell, которая впервые способна выполнять полный набор базовых функций живого организма: рост, копирование ДНК, усвоение ресурсов, деление и передачу генетической информации следующему поколению. В отличие от предыдущих разработок, воспроизводивших лишь отдельные биопроцессы, SpudCell объединяет их в одной системе.
Основа конструкции — липосомы, микроскопические пузырьки из жировой мембраны с водной средой внутри. Внутрь помещается синтетическая ДНК, задающая инструкции для работы системы, а также ферменты и рибосомы для синтеза белков. Клетка получает ресурсы, сливаясь с кормовыми липосомами, после чего копирует генетический материал и делится. Разделение происходит за счёт накопления белков на мембране, создающих механическое напряжение до разрыва.
Геном SpudCell имеет длину около 90 тысяч пар оснований — меньше, чем считалось минимально необходимым для функционирующей клетки. Генетическая информация распределена между семью плазмидами, что позволяет независимо программировать разные функции системы. Разработчики продемонстрировали аналог естественного отбора: после введения модификации, ускоряющей рост, такие клетки за пять поколений вытеснили исходную популяцию в условиях ограниченного питания.
Платформа SpudCell рассматривается как основа для будущих биоинженерных технологий. Вместо модификации бактерий или дрожжей можно будет проектировать полностью синтетические клетки для производства лекарств, материалов или топлива. Для координации исследований создана организация Biotic, ориентированная на стандартизацию в области синтетических клеток.
Авторы подчёркивают, что текущая версия остаётся лабораторной моделью. Для практического применения потребуется повысить стабильность генома, усложнить молекулярную инфраструктуру и выработать единые инженерные подходы. Тем не менее, SpudCell уже сейчас является одной из наиболее комплексных моделей жизнеподобного поведения, созданных вне живых организмов.
