Svaka, nazvana SpudCell, sastoji se od lipozoma – masnog dela koji oponaša spoljašnju membranu prave ćelije – unutar koje se nalazi sedam plazmida, malih jedinica DNK. Tih sedam zajedno čine genom ćelije. Ona je, takođe, opremljena ugrađenim sistemom za ekspresiju proteina, koji genetska uputstva iz DNK prevodi u delovanje. To joj omogućuje da hranljive materije iz okolne tečnosti pretvara u korisne tvari i podstiče deobu.
Naučnici sa Univerziteta u Minesoti stvorili su prvu veštačku (sintetičku) ćeliju potpuno od neživih sastojaka i nadgledali njen cjelokupi životni ciklus, uključujući deobu. Projekat nazvan SpudCell predstavlja značajan korak u sintetičkoj biologiji, iako istraživanje još čeka službenu objavu i stručnu recenziju, piše Science Alert. „Ovo je najfascinantnija i najvažnija stvar koju sam ikada napravila u svojem naučnom radu”, izjavila je sintetička biološkinja Kejt Adamala, jedna od rukovoditeljki. „U hemiji smo ponovili ono što je pre bilo moguće samo u biologiji: potpuno ćelijsko ponašanje. To dokazuje da najosnovnijim životnim funkcijama, poput rasta i replikacije, nije potrebna nikakva tajanstvena čarobna iskra.”.
Veštačka ćelija ima genom od samo 90 kilobaznih parova (kbp). Za poređenje, ljudski genom ih sadrži oko tri miliona, a biolozi su ranije pretpostavljali da je za pravilno funkcioniranje žive ćelije potrebno najmanje 113 kilobaznih parova genetskih podataka. Čini se da novo istraživanje pomera te granice. Svaka veštačka ćelija sastoji se od lipozoma – masnog dela koji oponaša spoljašnju membranu prave ćelije – unutar koje se nalazi sedam plazmida, malih jedinica DNK. Tih sedam zajedno čini genom SpudCell. Ćelija je, takođe, opremljena ugrađenim sistemom za ekspresiju proteina, koji genetska uputstva iz DNK prevodi u delovanje. To joj omogućuje da hranljive materije iz okolne tečnosti pretvara u korisne tvari i podstiče deobu.
Iako je postignuće značajno, naučni rad je naišao na prepreke pri objavljivanju. Kako piše časopis Science, jedan recenzent uglednog časopisa Cell odbio ga je uz obrazloženje da se ne radi o pravoj biologiji. To je delimično zato što veštačka ćelija ne ispunjava sve uslove za pravi život: ne može samostalno da se umnožava kroz više generacija, a to znači da ne može ni evoluirati. Isto tako ne može proizvesti vlastiti mehanizam (sistem) za ekspresiju proteina, ni da reguliše metabolizam, već se potpuno oslanja na materije iz tečne sredine u kojoj se nalazi. Osim toga, nema citoskelet, unutrašnju potpornu strukturu prirodnih ćelija, što znači da ne može prenositi materijale, ni uklanjati otpad. „Mislim da biolozi možda ne cene značaj hemijsko-inženjerske jednostavnosti minimalne ćelije”, objasnila je Adamala. „Sintetička ćelija ne izgleda impresivno ako je ocenjujete prema merilima prirodnih bioloških sklopova: ima vrlo spor ciklus rasta i replikacije i metabolizam koji zahteva mnogo održavanja.”
Postavlja se pitanje zašto naučnici uopšte žele da stvaraju veštačke ćelije. Osim proučavanja temeljnog pitanja praga života, budući sintetički sklopovi nalik ćelijama mogli bi biti osmišljeni da deluju kao minijaturne biološke fabrike za proizvodnju lekova, biomaterijala, hemikalija i drugih korisnih materija. Iako se genetski modifikovane bakterije već koriste u tu svrhu, potpuno veštačka ćelija mogla bi omogućiti veću delotvornost i specifičnost. „Naš cilj jeste da postignemo potpunu operativnu sposobnost za biološko inženjerstvo”, dodala je Adamala. „Da bismo to učinili, moramo znati gde se nalazi svaki gradivni blok, potreban nam je potpuni nacrt. To je ono što naša ćelija pruža, za razliku od bilo koje druge poznate. Imamo potpune sheme, tako da možemo salje graditi na toj osnovi.”
Uprkos ograničenjima, pomenuti naučni rad pruža dokaz koncepta na kojem drugi naučnici mogu nadograditi vlastite zamisli. Kad je prvi put videla rezultate, Adamala se iznenadila: „Bila sam veoma srećna, osećala sam olakšanje i pomalo sumnjala jer uvek dvostruko i trostruko proveravam rezultate. Do trenutka kad su sve kontrole i kontrole kontrola bile gotove, to više nije bilo iznenađenje. Nadam se da će drugi naučnici ovo nadograditi – neka neko ugradi citoskelet, molim vas! – i čvršće metaboličke puteve”. Posle toga uzeću godinu dana odmora ili napraviti nešto drugo ludo za proslavu.” Istraživanje još nije prošlo recenziju, a prednacrt je dostupan na veb stranici neprofitne bioinženjerske institucije Biotic, čija je navedena biološkinja saosnivačica.
(Ilustracija YouTube)
(Indeks)
