Лента TH Новости Биоинженерия



Искусственная жизнь уже в лабораториях?

∴ 495

Редактировать гены и перепрограммировать клетки стало нормой. Как далеко зашли ученые?

1241

Хватит довольствоваться редактированием живых организмов или созданием сверхсильного ИИ. Ученые обрели возможность разрабатывать уникальные искусственные формы жизни с нуля. Новое исследование, проведенное в Принстоне, приблизило это будущее, подтвердив, что разработанный искусственный белок, полноценно функционирует как фермент в живых бактериях.

Мы, простые смертные, добиваемся прогресса «играя Бога». В 2010 году ученые создали синтетический организм из генерируемого компьютером генома в естественной клетке, которая могла самовоспроизводиться. Затем, примерно год назад, Институт Скриппса объявил о создании бактерии с двумя совершенно новыми ДНК-нуклеотидами в геноме, а в ноябре та же команда сообщила, что их создание породило совершенно новый белок.

На протяжении многих лет команда Принстона создавала искусственные белки для E. coli, простых видов бактерий, которые обычно используются в качестве испытательного стенда. Чтобы проверить творения, исследователи удалили определенные гены, которые привели к тому, что бактерии не смогли произвести фермент Fes, который клетки используют для усвоения железа. Без этого жизненно важного минерала бактерии не смогли бы выживать. Но ученые отбирали бактерий, что наиболее успешно адаптировались к новым возможностям.

В новом исследовании ученые определили, как работают новые белки. Две белковые структуры сохраняют жизнь E.coli, компенсируя недостающие ферменты, посредством контроля других процессов в клетке. Но третья структура напрямую повлияла на процесс выживания.

Этот искусственный белок Syn-F4 был фактически ферментом. Это был невероятный и потрясающий момент. И я не хотел ничего говорить, пока не повторил это несколько раз.Энн Доннелли, ведущий автор исследования.

Доннелли заметил, что клетки внезапно смогли усваивать железо, что указывает на то, что Syn-F4 является ферментом. Повторив тест еще раз, чтобы убедиться, она привлекла внимание ведущего исследователя лаборатории, Майкла Хехта.

Биология – это система биохимических реакций и катализаторов. Каждый шаг нуждается в ферменте, который его катализирует, потому что в противном случае эти реакции не будут достаточно быстрыми, чтобы поддерживать жизнь. Фермент – это белок, который является катализатором. Они являются лучшими катализаторами во Вселенной, потому что эволюция потратила миллиарды лет, выбирая их. Ферменты могут увеличить скорость реакции на несколько порядков.Майкл Хехт (Michael Hecht), ведущий исследователь команды, которая разработала искусственный фермент Syn-F4.

В то время как исследователи все еще играют со строительными белками, функциональный искусственный фермент является важным шагом в развитии синтетической биологии. Мало того, что эти формы жизни могут быть разработаны для эффективного развития продуктов питания, топлива или медицины, но они могут помочь нам понять, как жизнь может возникнуть при других обстоятельствах, а именно – на других планетах.

Мы начинаем кодировать искусственный геном. Мы спасли 0,1% генома E. coli, а теперь это странная E. coli с некоторыми искусственными генами, которые позволяют ей расти и развиваться. Предположим, вы заменили 10 процентов или 20 процентов. Тогда это не просто странный E. coli с некоторыми искусственными генами. Это новый организм.Майкл Хехт (Michael Hecht), ведущий исследователь команды, которая разработала искусственный фермент Syn-F4.

Филипп Дончев