Научници су остварили историјски подвиг у области синтетичке биологије. Први пут у историји, стручњаци су успели да од неживих хемијских компоненти направe ћелију од нуле која је способна да се храни, расте и размножава баш као и природни организми. Ово достигнуће могло би да означи почетак нове ере у којој ћемо стварати организме по мери – живе машине које могу да реше неке од највећих биолошких проблема човечанства.
Пројекат SpudCell: Како је настала жива машина из епрувете?
Кејт Адамала, професорка на Универзитету у Минесоти, заједно са својим тимом саставила је вештачку ћелију део по део. Овај деликатни и осетљиви прототип највише подсећа на једноставну бактерију, али његов значај је немерљив јер научницима даје потпуну контролу над структуром.
„Знамо комплетан списак састојака ове ћелије. Тачно знамо које хемијске супстанце и који молекули се у њој налазе, као и њихове концентрације. Ћелија је у потпуности дефинисана, што значи да можемо да је пројектујемо и прилагођавамо”, објашњава професорка Адамала.
Истраживачи су ову творевину назвали (SpudCell) – што је духовита игра речи инспирисана чувеним совјетским сателитом „Спутњик”, који је педесетих година прошлог века означио почетак свемирске ере. Научници верују да SpudCell на сличан начин отвара ново доба, али у области биоекономије.
Разлика између природне и синтетичке ћелије
Иако SpudCell успешно опонаша живот, његова структура је знатно једноставнија од било ког природног организма:
- Мање молекула: Вештачка ћелија се састоји од свега 150 до 200 молекула, док биолошке ћелије садрже милионе или милијарде.
- Мањи геном: Геном синтетичке ћелије има око 90.000 базних парова, што је далеко мање од бактерије E. coli која има 4,6 милиона.
Другачији механизам дељења: За разлику од природних ћелија које користе цитоскелет за размножавање, SpudCell производи протеине који стварају притисак на мембрану док се она не раздвоји.
Зависност од храњења: SpudCell је слабашан организам. За размножавање му је потребно око 12 сати на температури од 30 степени Целзијуса, а свака нова генерација захтева ново додавање хране и рибозома, с обзиром на то да их ова ћелија не може сама производити.
Да ли је вештачка ћелија заиста жива?
Стручњаци наглашавају да ово ипак није „живот створен у лабораторији”, већ кључна прекретница на путу ка разумевању како се нежива хемија организује тако да постане живот.
Јувал Елани, професор биохемијских технологија на Империјал колеџу у Лондону, истиче да прављење ћелије од нуле ослобађа науку од еволутивног наслеђа природне биологије и омогућава програмирање система за задатке које природни организми једноставно не могу да изведу. Ипак, Дру Енди, професор биоинжењерства на Универзитету Станфорд, сматра да је реч о врхунском инжењерству, а не о стварању новог живота.
Важно је напоменути да је област синтетичке биологије потпуно различита од истраживања матичних ћелија, где се манипулише већ постојећим биолошким материјалом.
Потенцијалне примене и биолошка безбедност
Синтетичке ћелије представљају следећу велику границу у развоју медицине и екологије. Неке од потенцијалних примена укључују:
- Развој потпуно нових, циљаних терапија против рака.
- Креирање ефикасних метода за хватање угљен-диоксида из атмосфере.
- Контролисану производњу специфичних хемикалија и лекова (слично као што се данас генетски модификована E. coli користи за производњу хуманог инсулина).
Што се тиче безбедносних ризика, научници уверавају да SpudCell тренутно не представља никакву претњу. Ћелија је потпуно неспособна да преживи или се размножава ван строго контролисаних лабораторијских услова јер зависи од спољних рибозома. Поред тога, раније су постојала упозорења о такозваним „огледалским бактеријама” (својеврсним анти-организмима са обрнутом молекулском структуром), али изградња ћелије од основних компоненти омогућава да се безбедносни системи унапред уграде у сам геном.
Будућност као „Отворени код” (Open Source)
Како би ова технологија била доступна целом свету, основана је непрофитна институција Биотиц (Biotic). Намера аутора је да SpudCell функционише као заједнички глобални стандард у синтетичкој биологији – попут оперативног система отвореног кода, као што је Linux.
Академске институције ће ову платформу моћи да користе потпуно бесплатно за даља истраживања, док ће се комерцијална употреба лиценцирати. Циљ је да се окупљањем међународне научне заједнице максимално убрза развој ове технологије како би она што пре постала практично корисна.
