Теперь молодость восстанавливается: искусственные клетки, созданные в лаборатории, растут и делятся как естественные бактерии
В 2016 году исследователи под руководством Крейга Вентера из Института Дж. Крейга Вентера в Сан-Диего, Калифорния, объявили, что они создали синтетические «минимальные» клетки. Геном клетки содержал всего 473 ключевых гена, которые считались необходимыми для жизни.
Клетки были названы JCVI-syn3.0 в честь института. Они могли делиться на агаре образования кластеров клеток, называемых колониями.
Но при более внимательном рассмотрении организмов в то время Вентер и его коллеги заметили, что они не делятся равномерно, чтобы производить идентичные дочерние клетки, как это делают большинство естественных бактерий. Вместо этого они производили дочерние клетки причудливых форм и размеров.
«Создатели JCVI-syn3.0 выбросили все неважные части генома для роста», говорит Элизабет Стричальски из Национального института стандартов и технологий США. «Но их определение того, что было необходимо для роста, оказалось именно тем, что необходимо для создания красивых колоний, растущих на чашке с агаром, а не тем, что необходимо для производства клеток, которые делятся однородным и естественным образом.»
Искусственная клетка, созданная в лаборатории, выявляет гены, необходимые для жизни. Повторно вводя различные гены в эти синтетические бактериальные клетки, а затем наблюдая, как добавки влияют на рост клеток под микроскопом, Стрихальски и ее команда смогли точно определить 7 дополнительных генов, необходимых для равномерного деления клеток.
Когда исследователи добавили эти 7 генов в JCVI-syn3.0 для получения новой синтетической клетки, они обнаружили, что их было достаточно для восстановления нормального, равномерного деления и роста клеток.
Ученые обнаружили, что 2 из 7 генов участвуют в делении клеток, 5 ранее неизвестны.
«Фундаментальные исследования минимальных клеток помогают нам понять принципы явлений жизни и эволюционную историю жизни», говорит Кейт Адамала из Миннесотского университета в Миннеаполисе. Это потому, что минимальная клетка является хорошим аналогом последнего универсального общего предка всего живого на Земле. Новое открытие также «приближает нас к разработке полностью определенных, понятных и контролируемых живых клеток», говорит она. «Не обладая сложностью естественных живых систем, синтетические клетки являются инструментом как для фундаментальных исследований, так и для биотехнологии».
«Потенциальные возможности применения огромны в сельском хозяйстве, питании, биомедицине и восстановлении окружающей среды. Теперь молодость восстанавливается», говорит Джеф Боке из Нью-Йоркского университета.
