Wetenschappers hebben deze alchemie jarenlang achtervolgd. Verander chemicaliën in leven. Eindelijk zijn ze dichtbij.
Een team van de Universiteit van Minnesota heeft woensdag nieuws vrijgegeven. Ze maakten eenvoudige cellen. Ze voeden zich. Ze groeien. Ze reproduceren. Ze strijden zelfs om restjes. Misschien niet helemaal levend, maar het lijkt er wel heel erg op.
Kate Adamala leidde de aanval. Ze is een synthetisch bioloog die de voorkeur geeft aan voorzichtigheid boven hype. Het leven is niet binair. Het is een spectrum. Ze aarzelt dus om te beweren dat deze klodders echt ‘levend’ zijn. Er is geen lijn in het zand. Of er is geen regel die we graag accepteren.
“Het leven is niet binair”, zei ze. “Er is geen duidelijke lijn.”
John Glass van het J. Craig Venter Instituut was er niet bij betrokken, maar hij is wel onder de indruk. Het is oogverblindend. Niemand heeft eerder zoveel functies in een gesynthetiseerde cel gestopt.
Drew Endy van Stanford ziet het anders. Hij noemt het geconstrueerd, niet geboren. Gebouwd. Maar het doet wat cellen doen.
SpudCell is de naam. Genoemd naar zijn uiterlijk. Aardappelvormig. Lelijk. Functioneel.
Adamala heeft er geen patent op aangevraagd. Waarom een bouwsteen opsluiten? Zij en Endy willen een open gemeenschap. Honderden wetenschappers. Miljarden dollars in de komende tien jaar. Ze willen SpudCells volledig levend maken. En aanpasbaar.
Roseanna Zia, een bioloog aan de Universiteit van Missouri, denkt dat de geschiedenis dit moment zal markeren. Het artikel is uit, 190 pagina’s proefdruk, wachtend op peer review.
Waarom moeite doen?
Natuurlijke cellen zijn rommelig. Een wirwar van tienduizenden genen en miljoenen schakelaars. We begrijpen nog niet de helft van wat DNA doet. Een gen waarvan gedacht wordt dat het het gezichtsvermogen controleert, zou ook het hartritme kunnen beheersen. Chaos.
Om het op te lossen, vereenvoudig je.
Craig Venter probeerde naar beneden te gaan. Hij heeft het genoom van een microbe gestript tot 525 genen. Toch bleef een derde een mysterie. Zelfs na tien jaar proberen blijven 56 genen een raadsel.
Adamala ging naar boven.
Vanaf de onderkant. Eerst levenloze moleculen. Combineer ze. Hoop op leven.
Het is moeilijk. Anderen maakten olieachtige belletjes. Anderen stoppen genetica in bubbels. Ze samenvoegen? Onmogelijk, meestal.
Tot nu toe.
Celdeling is moeilijk. Echte cellen gebruiken eiwitringen. Ze verankeren, spannen aan, knijpen. Eiwitten fungeren als lieren voor DNA.
Adamala probeerde het na te bootsen. Mislukt. Of misschien heeft ze het opgegeven. In plaats daarvan overtrad ze de regel.
Biofysici wisten dat eiwitten op membranen buiging veroorzaken. De druk neemt toe. Membraancurven. Knal.
Haar belletjes bleven zwevende eiwitten achtervolgen. Genoeg verzameld. Oppervlak naar binnen gebogen. Kwam in twee. Eenvoudig.
Het duurde een jaar voordat het goed was.
“Maar als het eenmaal werkt, werkt het ook”, zei ze.
Toen heeft ze het hele ding gebouwd.
Een bouillon. Ongeveer honderd eiwitsoorten. Chemicaliën voor reacties. Genen geleend van een virus. En E. coli. Slechts 36 genen. Kopieer DNA. Doe de basis.
Meng de soep. Voeg membraanblokken toe. Er vormden zich spontane belletjes. Sommigen hielden de soep gevangen. Perfect.
Ze dreven in kolven. Gevoed door kanalen op hun huid. Slurpte kleine moleculen.
Soms kwam het eten in grote belletjes. De cellen botsten tegen hen. Gefuseerd. De voedingsstoffen gestolen.
Er volgde groei.
Voeg een speciaal eiwit toe. Vergrendelt aan het oppervlak. Krachten buigen. Splitsen. Twee nieuwe cellen. Groeien. Voeden. Herhalend.
Het is eigenlijk evolutie.
Ze creëerden mutanten. Deze mutanten klampten zich beter vast aan snackbubbels. Pit 50/50-mix. Origineel versus mutant. Vijf generaties.
De mutanten hebben gewonnen.
Dat is de opschudding.
Wetenschappers kunnen nu synthetische cellen tegen elkaar opzetten. Fok op eigenschappen. Snel.
Maar er zijn gebreken. Grote.
De cel kan zijn eigen ribosoom niet bouwen. Die moleculaire fabriek maakt eiwitten. Zonder dat stopt het leven. SpudDraagt de genen om het te bouwen. Doet het niet. Onderdelen klikken niet.
Adamala voegt kant-en-klare ribosomen toe aan de mix.
Het is tijdelijk.
Na vijf tot tien generaties worden de ribosomen afgebroken. Stop met werken. De cel stopt. Niet dood. Gewoon kapot.
‘Ik wil niet zeggen dat hij sterft,’ zei ze.
Endy zag het. Was onder de indruk. Biotisch gestart. Een non-profitorganisatie. Een open source-gemeenschap.
Zijn levenswerk? Hierin gieten.
Doel: SpudCell makkelijk te maken maken.
Adamala duurt een dag. Ze heeft diepvriezers. Kennis. Recepten naar beneden. Biotic zal de toegangsbarrière wegnemen. Geef wetenschappers het gereedschap.
Ze willen cellen die hun eigen onderdelen bouwen. Verdeel voor altijd.
“Het is volkomen haalbaar”, zegt Glass.
Bijeenkomst in Philadelphia in september. Veiligheid voorop.
Denk daar eens over na. Onethisch gebruik? Bio-wapens? Misschien.
Toekomstige cellen kunnen robuust zijn. Ontworpen voor oorlog? Of de productie van raketbrandstof. Natuurlijke cellen zullen geen enkele giftige chemie aanraken. Deze zouden kunnen.
Open source houdt het onder controle. Het is beter om nu te praten dan later te reageren.
Endy vergelijkt SpudCell met de Wright Flyer. Die dunne machine uit 1903. Twaalf seconden zendtijd.
Heeft ons geen Boeing 737 gegeven.
Maar het begon het tijdperk van de vlucht.
We zijn nog maar net begonnen.
