Apie dirbtinę gyvybę kalbama jau senokai, tačiau tai – visiškai niekingas mirksnis, palyginus su natūralio gyvybės išsivystymo trukme.

Sintetinės ląstelės pagamintos iš Mycoplasma bakterijų komponentų su chemiškai susintetintu genomu gali augti ir dalintis į vienodo dydžio ir formos ląsteles, visai kaip įprastos bakterijos

2016 metais San Diege, Kalifornijoje, įsikūrusio J. Craig Venter Institutas paskelbė susintetinęs „minimalią“ ląstelę. Kiekvienos ląstelės genome buvo vos 473 svarbiausius genus, kurie būtini gyvybei.

Šios ląstelės buvo pavadintos JCVI-syn3.0 pagal instituto pavadinimą ir galėjo augti ir dalintis ant agaro, susitelkdamos į kolonijas.

Bet atidžiau apžiūrėdamas besidalinančias ląsteles, Venteris su kolegomis pastebėjo, kad jos nesidalino vienodai ir tolygiai, sukurdamos dukterines ląsteles kaip daro dauguma įprastinių bakterijų. Vietoje to, jų dukterinės ląstelės buvo keisčiausių formų ir dydžių.

„[JCVI-syn3.0 kūrėjai] išmetė visas genomo dalis, kurios, jų manymu, nebuvo esminės augimui,” sako Elizabeth Strychalski iš JAV Nacionalinio standartų ir technologijos instituto. Bet jų sprendimas dėl to, kas būtina augimui, pasirodė esantis būtinas gražiam kolonijų augimui ant agaro, o ne tai, ko reikia vienodo dydžio ir įprastos išvaizdos ląstelių kūrimui.

Kuomet tyrėjai, tuos septynis genus pridėję prie JCVI-syn3.0, sukūrė naują ląstelę, paaiškėjo, kad tiek užtenka atstatyti normalų, vienodo dydžio ląastelių augimą ir dalinimąsi.

Strychalski ir jos kolegos išsiaiškino, kad nors du iš tų septynių genų jau buvo žinomi kaip susiję su ląstelių dalinimusi, apie kitų penkių funkcijas anksčiau nieko nežinota. „Tai buvo siurprizas,” sako ji.

„Tie penki genai buvo už mūsų žinių ribų,” sako tyrimo bendraautorius James Pelletier iš Massachusettso technologijos instituto.

„Toje minimalioje ląstelėje yra daug genų, atliekančių nežinomas funkcijas, kurios, nors neturime supratimo, ką veikia, tačiau yra būtinos ląstelei gyventi – būtent todėl tai yra tokia jaudinama būsimų tyrimų sritis,” pažymi jis.

„[Šis tyrimas] neįtikėtinai svarbus, norint suprasti kaip veikia gyvybė ir kokie genai būtini patikimam ląstelių veikimui,” sako Drew Endy iš Stanfordo universiteto Kalifornijoje.

„Baziniai minimalių ląstelių tyrimai padeda suprasti gyvybės fenomeno principus, ir evoliucinę gyvybės istoriją,” sako Kate Adamala iš Minnesotos universiteto Minneapolyje. Taip yra, nes minimali ląstelė yra geras paskutinio visuotinio gyvybės Žemėje protėvio analogas.

Šis atradimas taip pat „priartina tiksliai apibrėžtos, suprantamos ir kontroliuojamos gyvų ląstelių inžineriją”, sako ji. „Nepakrautos gamtinių gyvų sistemų sudėtingumu, sintetinės ląstelės yra tiek bazinių tyrimų, tiek biotechnologijos įrankis.”

„Potencialus pritaikymas platus, nuo žemės ūkio, maitinimosi iki biomedicinos ir aplinkos atstatymo,” sako Jef Boeke iš Niujorko universiteto. „Gebėjimas taip taisyti ir tobulinti biologinį kodą yra itin svarbus žingsnis ta kryptimi.”

Layal Liverpool
www.newscientist.com

Žurnalo nuoroda: Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2021.03.008

Komentarai (6)