SpudCell: первая синтетическая клетка с полным жизненным циклом

      Ученые в Миннесоте создали клетку с нуля. Она может питаться, расти и делиться, а также конкурировать со своим потомством. Ее создатели не утверждают, что она живая. Но граница между химией и биологией стала намного тоньше.

      Команда Университета Миннесоты называет свое творение SpudCell и утверждает, что это первая синтетическая клетка, завершившая полный жизненный цикл.

      Ранее попытки сводили живой микроб к его основным элементам. SpudCell работает наоборот, полностью построенная с нуля. Она использует только известные химические вещества, ни одно из которых не является живым. Препринт, который еще ждет рецензирования, описывает эту работу.

      Рецепт обманчиво прост. Каждая клетка — это крошечный пузырек липидов, обернутый вокруг генома из примерно 90 000 пар оснований, разделенного на семь нитей ДНК. Внутри находятся 36 очищенных ферментов, которые считывают эту ДНК и строят белки.

      Клетка растет, сливаясь с «кормящими» пузырьками, которые доставляют липиды и питательные вещества. Она делится без внутреннего каркаса, на который полагаются большинство клеток, разделяясь, когда белки заполняют ее поверхность, пока мембрана не поддается.

      Эволюция в чашке 💜 технологий ЕС Последние новости из технологической сцены ЕС, история от нашего мудрого основателя Бориса и немного сомнительного ИИ-арта. Это бесплатно, каждую неделю, в вашем почтовом ящике. Подпишитесь сейчас!

      Самый поразительный результат — это конкуренция. Команда ввела генетическую модификацию, которая заставила клетки производить больше ключевого белка. Эти клетки росли быстрее и оставляли больше потомства. После пяти поколений более быстрая вариация обошла оригинал. Это естественный отбор, работающий в полностью синтетической системе.

      Эта работа также переписывает правило. Ранее оценки указывали, что самый маленький возможный геном для живой клетки составляет около 113 000 пар оснований. SpudCell работает на 90 000. Ее ведущий ученый, биохимик Кейт Адамала, сказала The Register, что дело не в самой клетке.

      «SpudCell — это доказательство того, что возможно», — сказала она. Это показывает, добавила она, что неживые молекулы могут собираться в нечто, что ведет себя как жизнь.

      Совсем не живая

      SpudCell также, по словам Адамалы, «невероятно слабый организм». Она не может строить свои собственные рибосомы, машины, которые производят белки. Поэтому исследователи должны постоянно ее кормить. Каждая линия существует всего пять-десять поколений, прежде чем ее заимствованные части изнашиваются. Она делится примерно раз в 12 часов, поддерживаемая при теплой температуре 30°C. Это намного медленнее, чем E. coli, и она не может выжить вне лаборатории.

      Эти ограничения важны для самого большого вопроса: жива ли она? Большинство исследователей говорят «нет», и команда согласна. Джон Гласс, ученый по синтетическим клеткам из Института Дж. Крейга Вентера, который не участвовал в работе, сказал New York Times, что быть живым — это не точное условие. Это, по его словам, немного похоже на старую фразу о непристойности: вы знаете это, когда видите.

      Тем не менее, он оценил SpudCell как гораздо более близкую к жизни, чем что-либо, что было построено в области снизу вверх ранее.

      Зачем вообще строить клетку

      Награда — это контроль. Инженеры могут перепрограммировать клетку, когда знают каждую ее часть. Адамала говорит о грядущей «биоэкономике», в которой сконструированные клетки производят лекарства, захватывают углерод или производят материалы, которые не может создать промышленная химия. Это то же самое обещание, которое движет более широким бумом в инженерной биологии.

      Этот бум охватывает самовоспроизводящиеся живые роботы и стволовые клетки до первой одобренной терапии CRISPR и крупных ставок ИИ на биологию, таких как покупка биотехнологий Anthropic.

      Такая сила требует осторожности. Поскольку SpudCell не может жить вне лаборатории, эксперты по биобезопасности говорят, что она не представляет угрозы сегодня. Но область наблюдает. Инструменты, отметил один эксперт, не являются ни хорошими, ни плохими сами по себе. Чтобы сохранить науку открытой, а не запертой в руках нескольких частных лиц, команда Адамалы запустила некоммерческую организацию Biotic, чтобы другие лаборатории могли копировать и расширять работу, включая как хайп, так и жесткие ограничения.

      Название добавляет финальный штрих. Команда сначала назвала ее «Клетка Картофеля», отсылая к польским корням Адамалы, прежде чем сократить название. У группы по деэкстинкции, начиная с ужасных волков Colossal, нет ничего по сравнению с картошкой, которая конкурирует за выживание.