Американские ученые представили синтетическую клеточную систему SpudCell, способную к росту, делению и передаче генетического материала последующим поколениям. В отличие от предыдущих разработок, в данной модели воспроизведен полный цикл жизнеподобных процессов с использованием исключительно химических компонентов без применения живых организмов.
Конструктивно SpudCell представляет собой липосомы — замкнутые сферические структуры с липидной мембраной, внутри которых размещена синтетическая ДНК. Геном системы распределен между семью плазмидами и содержит порядка 90 тысяч пар оснований. Источником энергии и строительных блоков служат питающие липосомы, поставляющие ферменты, рибосомы и молекулы, необходимые для синтеза белка. Механизм деления в данной модели отличается от естественного: вместо цитоскелета используется накопление специфических белков на мембране до достижения критического механического напряжения, приводящего к разделению.
В ходе экспериментов исследователи зафиксировали проявление естественного отбора в синтетической системе. Внесение генетической модификации, повышающей продукцию белка слияния, привело к ускорению роста модифицированных вариантов. В условиях ограниченного питания через пять поколений наблюдалось доминирование быстрорастущей популяции над исходной.
Авторы рассматривают разработку как базовую платформу для потенциального применения в биотехнологии. В перспективе система может использоваться для производства фармацевтических препаратов, специализированных материалов и компонентов топлива, получение которых традиционными методами затруднено. Отмечается, что дальнейшее развитие проекта требует повышения стабильности генома, внедрения дополнительных молекулярных механизмов и разработки стандартизированных инженерных протоколов.
Читайте также: «В России создан компактный чип для медицины с рекордной точностью измерений».