Vedci z University of Minnesota oznámili výrazný posun v syntetickej biológii. Tím vedený Kate Adamala vytvoril systém nazvaný SpudCell, ktorý opisujú ako prvú syntetickú bunku s kompletným bunkovým cyklom. Nie je vytvorená úpravou existujúcej živej bunky, ale poskladaná z chemických komponentov. Dokáže prijímať živiny, rásť, kopírovať svoj genóm a deliť sa na ďalšie bunky.
SpudCell nie je rastlinná ani živočíšna bunka a najviac pripomína veľmi jednoduchý bakteriálny systém. Jej význam je najmä v tom, že vedci presne poznajú jej zloženie. Vedia, aké molekuly sa v nej nachádzajú a v akých koncentráciách. Práve to z nej robí zaujímavú platformu pre budúce programovanie biologických systémov, keďže na rozdiel od prirodzených buniek v sebe nenesie množstvo evolučného „balastu“.
Technicky ide stále o veľmi jednoduchý a krehký prototyp. SpudCell má genóm s veľkosťou približne 90-tisíc párov báz, lipidovú membránu a využíva definovaný systém proteínovej syntézy s enzýmami a ribozómami pochádzajúcimi z baktérie E. coli. Sama si ribozómy zatiaľ vyrábať nevie, takže musí byť pravidelne „kŕmená“ ďalšími liposómami, ktoré jej dodávajú potrebné molekuly.
Zaujímavý je aj spôsob delenia. Prirodzené bunky na delenie využívajú cytoskelet, teda vnútornú opornú štruktúru. SpudCell ho nemá. Namiesto toho vytvára proteíny, ktoré sa hromadia na membráne, až mechanické napätie spôsobí jej rozdelenie. Vedci zároveň ukázali aj náznak selekcie. Keď do systému pridali genetickú zmenu podporujúcu rýchlejší rast, tieto bunky po niekoľkých generáciách prevládli nad pôvodnými.
To však neznamená, že vedci vytvorili plnohodnotný život. SpudCell je závislá od presne pripraveného laboratórneho prostredia, bez pravidelného dodávania potrebných látok sa nedokáže udržať a podľa tímu funguje len obmedzený počet generácií. Science Media Centre zároveň upozorňuje, že výskum je zatiaľ dostupný mimo plného recenzného procesu, preto treba tvrdenia brať ako dôležitý, ale stále predbežný výsledok.
Potenciál je napriek tomu veľký. Ak sa podobné syntetické bunky podarí stabilizovať a lepšie programovať, mohli by raz slúžiť ako malé biologické stroje. Vedci hovoria o využití pri výrobe liekov, chemikálií, nových materiálov alebo pri riešeniach spojených so zachytávaním uhlíka. Zatiaľ sme však skôr pri prvej funkčnej stavebnici než pri hotovom organizme.
Projekt má pokračovať cez organizáciu Biotic, ktorá chce zo SpudCell spraviť otvorenú platformu pre ďalší výskum. Cieľom je, aby rôzne laboratóriá nepracovali na oddelených ostrovoch, ale stavali na spoločnom základe. Ak sa to podarí, SpudCell môže byť pre syntetickú biológiu niečím podobným, ako bol prvý jednoduchý počítač pre digitálnu éru: zatiaľ neohrabaný, obmedzený a závislý od podmienok, ale otvára dvere k úplne novému typu inžinierstva.
University of Minnesota Kate Adamala SpudCell syntetická biológia E. coli Science Media Centre Biotic liposóm
Komentáre