Ученые создали «живые» синтетические клетки

Ученые разработали систему, которая выполняет несколько ключевых функций живой клетки, включая генерирование энергии и экспрессию генов. Их искусственно сконструированная клетка даже трансформировалась из сферической формы в более естественную амебоподобную форму в течение первых 48 часов «жизни», что указывает на то, что протоцитоскелетные филаменты работали (или, как выразились исследователи, были «структурно динамичными») в длительном масштабе времени.

Эта статья была опубликована в Nature.

Ученые ранее сосредоточились на том, чтобы заставить искусственные клетки выполнять одну функцию, такую ​​как экспрессия генов, катализ ферментов или активность рибозимов. Если ученые раскроют секрет индивидуального создания и программирования искусственных клеток, способных более точно имитировать жизнь, то это может открыть множество возможностей во всем, от производства до медицины.

В то время как одни инженеры сосредотачиваются на перепроектировании самих клеток, другие ищут способы сократить существующие ячейки до фрагментов, которые затем можно реконструировать во что-то относительно новое.

Чтобы выполнить этот последний подвиг биоинженерии «снизу вверх», исследователи использовали две бактериальные колонии - Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa. Эти две бактерии были смешаны с пустыми микрокаплями в вязкой жидкости. Одна популяция была захвачена внутри капель, а другая - на поверхности капель.

Затем ученые вскрыли мембраны бактерий, погрузив колонии в лизоцим (фермент) и мелиттин (полипептид, получаемый из пчелиного яда). Бактерии выплеснули свое содержимое, которое было захвачено каплями для создания покрытых мембраной протоклеток.

Ученые продемонстрировали, что клетки способны к сложной обработке, такой как производство молекулы хранения энергии АТФ посредством гликолиза, а также транскрипция и трансляция генов.

«Наш подход к сборке живого материала дает возможность создавать симбиотические живые/синтетические клеточные конструкции снизу вверх. Например, с помощью сконструированных бактерий можно будет производить сложные модули для разработки в диагностических и терапевтических областях синтетической биологии, а также в биопроизводстве и биотехнологии в целом», - говорит первый автор, химик Цань Сюй.

В будущем этот вид технологии синтетических клеток можно будет использовать для улучшения производства этанола для биотоплива и пищевой промышленности. Кроме этого, такие искусственные клетки можно запрограммировать на фотосинтез, как пурпурные бактерии, или на выработку энергии из химических веществ, как это делают сульфатредуцирующие бактерии.

Ранее Курсор писал, что биологи создали эмбрион без мужчины и женщины. Синтетический эмбрион был создан без сперматозоида и яйцеклетки. По словам ученых, такая технология эффективна для лечения бесплодия.

Курсор сообщал, что израильские ученые из института Вейцмана совершили прорыв в науке и смогли вырастить эмбрион мыши из стволовых клеток. Ранее прогресс ученых был достигнут в этапе выращивания без матки эмбрионов.  Но создавать их без яйцеклетки и сперматозоидов ранее не получалось.

Напомним, что ученые рассказали, может ли эмбрион человека появиться из неоплодотворенной яйцеклетки.