Группе исследователей из США впервые удалось сконструировать синтетическую клетку полностью с нуля и засвидетельствовать её полноценный жизненный цикл, включая деление. Кейт Адамала признаётся, что осознание этого успеха приходило медленно, но теперь для фундаментальных проявлений жизни не требуется никакой таинственной искры, поскольку всё это удалось воспроизвести в химической системе. 

Фото: Наталия Губернаторова

Сообщается, что американское творение из пробирки, названное SpudCell, обладает геномом всего в 90 пар килобаз, что в 30 с лишним раз меньше человеческого.

Однако научное сообщество встретило открытие неоднозначно. Так, один из рецензентов престижного издания заявил, что проект не имеет отношения к настоящей биологии, и отчасти это связано с тем, что SpudCell не соответствует всем критериям «жизни». Поясним: он не способен размножаться на протяжении многих поколений и, следовательно, не может эволюционировать, а его цикл роста и деления крайне медлителен, а метаболизм интенсивен, что выглядит бледно на фоне естественных биологических систем.

Конструктивно каждая искусственная клетка представляет собой липосому, жировой пузырёк, имитирующий внешнюю мембрану, внутри которого находятся семь плазмид, небольших фрагментов ДНК, вместе составляющих весь 90-тысячный геном, а также встроенная система экспрессии белков, переводящая генетические инструкции в реальные действия, позволяя клетке поглощать питательные вещества из окружающей жидкости и обеспечивать собственное деление. Исследователи уверяют, что их система демонстрирует отбор, репликацию генома, рост, приобретение ресурсов и генетически кодируемое деление, но при этом она полностью зависит от веществ в жидкой среде и не имеет цитоскелета, внутреннего каркаса, который поддерживает природные клетки, что лишает их способности перевозить материалы или утилизировать отходы.

Возникает закономерный вопрос: зачем вообще учёным понадобилось создавать искусственную жизнь с нуля? Помимо чисто фундаментального интереса к границе между химией и биологией, синтетические клеточные системы в будущем могут стать миниатюрными биологическими фабриками для производства лекарств, биоматериалов, химикатов и других полезных органических веществ. Проводится аналогия с тем, как сейчас лаборатории используют генетически модифицированные бактерии для выпуска медицинского инсулина, но полностью синтетический подход потенциально способен обеспечить недостижимую ранее эффективность и специфичность. При этом Адамала честно признаёт, что нынешние клетки не выдерживают более нескольких поколений, не могут самостоятельно регулировать метаболизм и полностью полагаются на внешнюю среду, однако именно эта работа служит доказательством концепции, фундаментом, на который смогут опираться другие исследователи.