Группа исследователей под руководством Кейт Адамалы из Университета Миннесоты совершила прорыв в синтетической биологии. Они создали SpudCell — искусственную клетку, собранную полностью из неживых химических веществ. Это микроскопическая капля, заключенная в липидную мембрану, которая способна расти, питаться и размножаться.
Внутри SpudCell находятся 36 очищенных ферментов и рибосомы, заимствованные у кишечной палочки E. Coli, а также искусственный геном из 90 тысяч пар оснований — примерно в 50 раз меньше генома природной бактерии. Клетка сливается с каплями-«кормушками», забирая из них липиды, ферменты и рибосомы, необходимые для роста и производства белков. Некоторые белки накапливаются на мембране и деформируют ее, что приводит к делению капли надвое — без участия цитоскелета, который отвечает за деление в обычных клетках.
Исследователи наблюдали за SpudCell на протяжении пяти поколений и зафиксировали зачатки естественного отбора: более эффективные варианты быстрее поглощали ресурсы и постепенно вытесняли исходную популяцию. Это доказывает, что эволюция возможна даже в искусственных системах.
Почему это важно? Ранее ученые могли воспроизводить лишь отдельные клеточные процессы. Теперь впервые удалось объединить питание, рост, копирование генома и деление в одной системе. Как отмечает Адамала, «это доказывает, что базовым функциям жизни, таким как рост и размножение, не нужна таинственная магическая искра».
В будущем такие клетки можно программировать для производства лекарств или других веществ. Чтобы технология осталась открытой и не была монополизирована частными компаниями, исследователи основали некоммерческую организацию Biotic.
Остается вопрос: можно ли считать SpudCell живой? В препринте авторы избегают этого термина, так как единого определения жизни не существует. У клетки нет спонтанных мутаций, и она не автономна. Однако, как выразился один из исследователей, цитируя судью Поттера Стюарта: «Я пойму, что это, когда увижу».
