Holandski naučnici su objavili da su upravo vrlo blizu stvaranja prvih potpuno veštačkih organizama koji bi trebalo da budu efikasniji od prirodnih.
Kako se život razvijao na Zemlji, svaki se novi korak nadograđivao na prethodni, što je dovelo do sve složenijih, a ponekad i neefikasnih sistema. Dobar primer koliko su neka rešenja u prirodi neefikasna jeste povratni grkljanski živac žirafe. On ide od mozga ka grlu, koje je mu je konačni cilj. Ali, kod žirafe, a i drugih kičmenjaka, prolazi pored grla, spušta se do srca, gde zaobilazi aortu, i vraća se ka grkljanu.
Taj primer jedan je od brojnih koji jasno pokazuju da izgled živih bića nije stvorio inteligentni dizajner, već priroda kroz brojne evolucijskee korake. No, u slučaju stvaranja života od početka takve neekonomičnosti moguće je izbeći. Upravo to nastoji BaSyc (Building a Synthetic Cell), konzorcijum šest istraživačkih instituta čiji je cilj usavršavanje prirodnih procesa koji će dovesti do stvaranja veštačkog života. U dva naučna rada tamošnji istraživači su predstavio je nove značajne nove korake koji ka tome vode.
Od 2017. stvaraju sintetičke ćelije, osnovne gradivne jedinice života. U projekat je uloženo18,8 miliona evra, a očekuje se da bude završen za dve-tri goine. „Konačni cilj jeste konstruisati veštačke sisteme slične životu, koji mogu samostalno da rastu, dele se i održavaju. Razlikovaće se od poznatih živih ćelija, ali imaće iste ključne odlike”, rekao je za The Debrief rukovodilac tima tima dr Bert Pulman, profesor biohemije na Univerzitetu u Groningenu. U jednom od istraživanja, objavljenom 12. septembra 2024. u časopisu Nature Communications, pokušali su da reše opskrbu ćelije energijom. U žiim je stvaraju mitohondrije.
Holandski istraživači su pojednostavili taj prirodni sklop tako što su ga sveli na samo pet elemenata. Prednost se sastoji se u tome da oni unapred dobro znaju prema kojem cilju izgled sistema ide. Postojeće mitohondrije, inače, funkcionišu kroz ciklus pretvaranja molekula ADP (adenozin difosfat) u ATP (adenozin trifosfat) i nazad, pri čemu se oslobađa energija za rad ćelija. Sistem je smešten u ćelijske vrećice, vezikule. Prva u ciklusu kroz ćelijske opne apsorbuje ADP i aminokiselinu arginin. ADP i arginin zajedno učestvuju u proizvodnji ATP-a, ključnog molekula za skladištenje energije. U tom procesu ADP i arginin ulaze u reakciju u ćelijskoj mitohondrijskoj strukturi. Arginin se razlaže i oslobađa energiju koja omogućava dodavanje fosfatne grupe ADP-u, pri čemu nastaje ATP.
Proces korišćenja prikupljene energije je suprotan. ATP se razgrađuje natrag u ADP, pri čemu se odvaja jedna fosfatna grupa i oslobađa se makupljena energija. Ona pokreće vitalne ćelijske procese, poput rasta, deobe i transporta, dok se ADP može ponovo koristiti u ciklusu stvaranja energije. Nedostatak svođenja mnoštva elemenata mitohondrijskog sklopa na samo pet u veštačkim ćelijama jeste taj što sistem može raditi samo na argininu, a ne na mastima, šećerima ili aminokiselinama koje uobičajeno mogu napajati ćelije.
U drugom naučnom radu objavljenom 21. oktobra u istom časopisu tim je predstavio dizajn umjetne vezikule koja može stvarati negativan električni naboj važan za transport i kompartmentalizaciju ADP-a i ATP-a. Sintetička vezikula koristi hemijski proces u kojem pozitivno nabijeni proteini ulaze u nju i guraju druge molekule poput laktoze ka negativnom središtu, čime oponaša zbivanja u živim ćelijama. Testiranja su pokazala da veštačka vezikula može izvoditi složenije zadatke. Dodavanjem enzima uz laktozu, sistem je oksidirao šećer laktozu i stvorio koenzim NADH.
Iako su Pulman i saradnici postigli značajan napredak, potrebno je još dosta rada pre nego što sintetičke ćelijee postanu stvarnost. No, kada se program završi u sledećih nekoliko godina, posao će nastaviti naslednik koji je pripremljen. Naime, osigurano je dodatnih 40 miliona evra za program EVOLF (Evolving Life from Non-life). „Još smo desetak godina udaljeni od veštačkog sistema sličnog životu”, objasnio je dr Pulman. „U međuvremenu, mnogo učimo o biološkim mehanizmima i otkrivamo iznenađujuća svojstva koja se pojavljuju kada se biološke komponente spoje. Svojstva koja nisu vidljiva u pojedinačnim komponentama i iće ih teško otkriti u složenim živim ćelijama… To će nam otkriti nacrt života i sličnih sistema, što je trenutno nedostaje.”
(Ilustracija BaSyC)
(Indeks)
