Пять лет назад биологи создали бактерий с минимальным геномом — микроорганизмам заменили всю ДНК на искусственно созданную. С весьма небольшим набором генов одноклеточные смогли вполне нормально функционировать, однако им не удавалось одного — правильно делиться. Вместо шариков «бактерии» образовывали цепочки, пузырьки и другие неправильные формы. Теперь же исследователи добавили к скромному набору из 473 генов (для сравнения — у человека их около 30 тысяч) ещё семь, которые позволили сохранить размер и форму при делении.
Картинка из исследования Джеймса Пеллетье и его коллег, которое вышло в одном из самых престижных научных журналов Cell. Слева показана "эволюция" синтетических геномов бактерии микоплазма: первый синтетический геном, созданный в 2010 году и содержащий 901 ген, укороченный геном 2016 года — уменьшенная версия первого, и последний — дополненный геном. Видно, что новые клетки стали делиться так же правильно как и их предшественники с большим геномом.
Что это открытие означает для будущего синтетической биологии?
Создание первого организма с полностью искусственной ДНК в 2010 году продемонстрировало, что на данный момент мы можем не только изменять геном, но и полностью воссоздать его дизайн при помощи биоинформационных инструментов и он будет работать. В дальнейшем был получен и минимальный геном: из первоначального искусственного генома убрали все "лишнее" и показали, что "бактериальная" клетка способна функционировать и при очень небольшом наборе генов. Теперь ее научили и правильно делиться. Таким образом, если убрать из генома бактерии все лишнее и оставить только то, что абсолютно необходимо для существования и воспроизводства, возможно будет внедрять в геном функциональные конструкции и полностью специализировать клетки. Ведь чем система меньше, тем легче прогнозировать ее работу. Такими "задачами" для искусственных клеток могут стать фармакологическое производство: антибиотиков, терапевтических белков и малых молекул, наработка синтетического топлива или других полезных для человека веществ.
При этом синтетические клетки сейчас создают не только из бактерий, но и из простых мембранных капель, в которые добавляют более короткие молекулы ДНК (всего несколько генов) и аппарат для биосинтеза внутри "клетки". Такие шарики потенциально можно использовать для адресной доставки лекарств внутри организма, что в данный момент — очень важная проблема для большого количества терапевтических подходов.
Другие исследования сейчас направлены на получение мышечной ткани из единичных индуцированных стволовых клеток в лабораторных условиях. Таким образом в будущем можно будет выращивать мясо животных "в пробирке" без применения насилия, ведь для получения стволовых клеток нужны лишь небольшие образцы клеток кожи.
aslan nurmagambetov, это как вытащить из человека все внутренности и засунуть новые. Это будет уже не тот человек.
Ничего такого, основанием чего послужила бы синтетическая клетка.
Клетка уже существует и вполне достаточно редактировать её геном тем самым изменяя её своиства.