Рукотворную клетку «научили» делиться и расти

Ученые давно мечтают создать рукотворный аналога живой клетки. В идеале такой организм должен быть полностью идентичен одноклеточным или даже многоклеточным существам. Если эта мечта осуществится, ученые получат абсолютную свободу в манипулировании свойствами подобного организма.

© AP Photo/Dake Kan

Первый шаг в этом направлении сделал в 2010 году американский биолог и бизнесмен Крэйг Вентер. Он заявил, что его лаборатория создала так называемую Cинтию — первый искусственный микроорганизм, рукотворную копию бактерии из рода Mycoplasma.

Многие ученые отказались считать детище Вентера полноценной искусственной жизнью, поскольку он и его коллеги создали не клетку целиком, а лишь почти полную копию ее хромосомы. Ее вставили в цитоплазму другого микроорганизма, ДНК которого предварительно удалили. Пять лет назад Вентер и его коллеги в ответ на аргументы критиков создали новую версию Синтии. На этот раз ее геном был рукотворным полностью.

Дальнейшие наблюдения показали, что новый штамм не мог нормально делиться и расти. Предположительно это было связано с тем, что геном этих бактерий при создании новой версии Синтии максимально укоротили. В нем было всего 473 гена, в длину он достигал 531 тыс. нуклеотидов.

Биологи предположили, что в процессе работы из хромосомы удалили один или несколько жизненно важных генов, благодаря которым первые версии Синтии нормально размножались и росли. Работая над еще одной версией Синтии, ученые попытались выделить эти участки генома, вставляя обратно часть ранее удаленных генов.

Как оказалось, чтобы вернуть Синтии способность нормально размножаться и удерживать свою шарообразную форму по мере увеличения размеров, достаточно было добавить всего 19 генов. Дальнейшие опыты показали, что для нормального деления клеток нужно было всего семь из них, а остальные 12 участвовали в поддержании формы бактериальных клеток.

В обоих случаях, по словам исследователей, ученые знают функции лишь небольшой части этих генов. Они надеются, что благодаря дальнейшему изучению удастся роль этих участков ДНК в жизни клеток. Благодаря этому можно будет управлять поведением и жизненными фунциями подобных искусственных бактерий.

Статья опубликована в журнале Cell