Миннеаполис, АҚШ. Миннесота университетінің зерттеушілері зертханада ресурстар алып, өсіп, ДНҚ көшіріп және бөліне алатын, төменнен жоғары қарай жиналған SpudCell жасуша тәрізді жүйесін таныстырды. Авторлар оны жасушалық циклдің негізгі кезеңдерін біріктірген алғашқы химиялық тұрғыдан анық синтетикалық жасуша деп сипаттайды.
Нәтижелер 1 шілдеде Biotic коммерциялық емес ұйымының сайтында жарияланған 190 беттік қолжазбада баяндалған. Жұмыс әлі рецензиядан өтпеген, ал SpudCell автономды тірі ағза емес.
Зерттеушілер нақты нені жинады
SpudCell — липидтерден тұратын, іші суға толы микроскопиялық қабықша, яғни липосома. Оның ішінде шамамен 90 мың жұп негізден тұратын бөліктерге бөлінген геном, ДНҚ репликациялау жүйесі және ақуыз синтезіне арналған химиялық тұрғыдан анық PURE жиынтығы бар.
«Нөлден жасау» дегеніміз топтың тұтас тірі жасушаны кішірейтпей немесе өзгертпей, жүйені жеке тазартылған компоненттерден жинағанын білдіреді. Дегенмен олардың шығу тегі биологиялық: SpudCell дайын рибосомалар мен E. coli бактериясының ферменттерін пайдаланады. Бұл бар жасушалардың ішіндегі гендерді редакциялаудан өзгеше тәсіл.
SpudCell ресурстарды қалай алып, өседі
Жүйе негізгі қоректік заттарды өздігінен өндірмейді. Зерттеушілер липидтер, қанттар, ферменттер, тасымалдаушы РНҚ, рибосомалар және басқа компоненттер салынған «қоректік» липосомаларды қосады. SpudCell геномының нұсқауы бойынша синтезделетін α-гемолизин ақуызы бұл көпіршіктердің мембранаға байланысып, онымен қосылуына көмектеседі.
Қосылу кезінде мембрана ұлғайып, ішкі орта жаңа ресурстар алады. Бірақ SpudCell-де толыққанды зат алмасу, рибосома өндіру, қалдықтарды шығару немесе қоршаған ортадан қорғану жүйесі жоқ.
Геном қалай көшіріліп, бөліну қалай жүреді
ДНҚ Phi29 полимеразасының көмегімен көшіріледі. Бес тізбекті цикл жүргізілген тәжірибелерде зерттеушілер әр кезеңнен кейін липосомаларды мембраналық сүзгі арқылы физикалық түрде өткізіп, механикалық жолмен бөлген. Бес циклден соң толық геном жиынтығы талданған еншілес жасушалардың шамамен 30%-ында сақталған.
Жеке тәжірибеде авторлар геном мен бөліну арасындағы тікелей байланысты көрсетті. SpudCell таңбаланған мембраналық ақуыз өндірген, ал сырттан қосылған линкер мен стрептавидин бетте ақуыздарды жинақтап, мембрананы иіп, бөлінуді бастаған. Демек бөліну ген экспрессиясына тәуелді болғанымен, сыртқы реагенттерді қажет етеді.
Іріктеу көрсетілді, бірақ автономды эволюция жоқ
Зерттеушілер алдын ала көбірек α-гемолизин өндіретін және ресурстарды тиімдірек алатын күшейтілген T7Max промоторы бар нұсқа жасады. Бес цикл ішінде аралас популяциядағы осы нұсқаның үлесі артқан. Бұл алдын ала құрастырылған нұсқалар арасындағы бәсеке мен іріктеуді көрсетеді, бірақ спонтанды дарвиндік эволюция емес: тәжірибеде кездейсоқ мутациялар пайда болмаған.
Неліктен SpudCell әлі тірі деп аталмайды
Quanta Magazine жұмысты маңызды техникалық қадам деп бағалаған тәуелсіз зерттеушілердің пікірін келтіреді, бірақ жүйенің тұрақты ресурс жеткізуге және дайын рибосомаларға тәуелді екенін атап өтеді. The Guardian жоба жетекшісі Кейт Адамала SpudCell-ді тірі жасуша деп санамайтынын хабарлады.
Қолжазбада редакциялық сәйкессіздік те бар: бір бөлімде геном сегіз плазмидадан тұратыны, келесі бөлімде жеті плазмидадан тұратыны жазылған. Жалпы көлемі шамамен 90 мың жұп негіз екені тұрақты көрсетілген, бірақ жекелеген молекулалар саны авторлар мен рецензенттердің нақтылауын қажет етеді.
Алдымен препринт түрінде жарияланған басқа да маңызды зерттеулердегідей, бұл тұжырымдар тәуелсіз тексеруден өтіп, басқа зертханаларда қайталануы керек.
Biotic ұйымы не үшін құрылды
Нәтижелермен бірге Кейт Адамала, Стэнфорд университетінің биоинженері Дрю Энди және әріптестері Biotic коммерциялық емес ұйымын іске қосты. Ұйым тұрақтырақ синтетикалық жасушаларды әзірлеуді жеделдету үшін зерттеушілерге әдістер мен құралдарды ашуды жоспарлап отыр.
Болашақта мұндай жүйелер өмірдің ең аз қажетті шарттарын зерттеуге, биологиялық модельдерді сынауға және бағдарламаланатын биореакторлар жасауға қолданылуы мүмкін. Алайда дәрі-дәрмек, отын немесе материал өндіру әзірге дайын технология емес, ұзақ мерзімді зерттеу мақсаты болып қала береді.
Дереккөздер: Biotic сайтындағы SpudCell жобасы, зерттеу қолжазбасы, Quanta Magazine, The Guardian, Миннесота университеті.
Сурет Cifrum.kz үшін жасанды интеллект көмегімен жасалған тұжырымдамалық ғылыми иллюстрация. Ол SpudCell микрофотосуреті емес және тәжірибенің дәл молекулалық құрылымын көрсетпейді.
Мақалаға пікірлер