В Университете Миннесоты (США) впервые в мире создали синтетическую клетку SpudCell, полноценно имитирующую жизненный цикл живого организма. Исследователям удалось реализовать ключевые биологические процессы исключительно за счет химических взаимодействий, без использования готовых живых компонентов.
Система демонстрирует слаженную работу сразу нескольких механизмов: клетка растет, поглощает питательные вещества, делится и даже участвует в конкуренции с другими вариантами. Важное преимущество разработки — отсутствие цитоскелета, который в естественных клетках отвечает за деление. Вместо него исследователи применили иной принцип: на мембране накапливаются белки, создающие механическое напряжение, из‑за чего мембрана в итоге разрывается и формируются две новые клетки. Такой подход наглядно показывает, что фундаментальные процессы жизни можно воссоздать на базе сравнительно простых физико‑химических принципов.
В ходе эксперимента удалось увидеть действие естественного отбора в искусственной среде. За пять поколений более быстрорастущий вариант синтетической клетки практически полностью вытеснил исходный. Это подтверждает, что базовые эволюционные механизмы — конкуренцию и отбор по скорости роста — можно реализовать даже в системе из неживых компонентов.
Мы показали, что полный цикл базовых клеточных процессов — от роста и репликации до деления и конкуренции — можно собрать из отдельных химических модулей. Это открывает путь к созданию программируемых систем, которые будут выполнять заданные функции в медицине, экологии или промышленности.
Геном синтетической клетки включает 90 пар килобаз и разделён на семь плазмид. Модульная структура дает серьезное преимущество: отдельные функции можно настраивать независимо, просто добавляя или меняя нужные плазмиды. Такая гибкость делает систему удобной для адаптации под разные задачи.
У технологии большой прикладной потенциал. В будущем подобные клетки могут лечь в основу «живых фабрик» — для производства лекарств или переработки вредных веществ. Кроме того, модель помогает по‑новому взглянуть на проблему зарождения жизни: если базовые процессы удаётся воспроизвести в лаборатории, это дает дополнительные аргументы в дискуссиях о переходе от химии к биологии.
Ранее Наука Mail рассказывала, что найден способ восстановления поврежденных клеток уха.
