SpudCell жив. Или почти.
2 июля ученые опубликовали свои результаты на bioRxiv. Это база данных препринтов, что означает отсутствие рецензирования. Однако шумиха не утихает. Исследователи называют эту конструкцию самой реалистичной искусственной клеткой, когда-либо созданной в лаборатории. Она питается. Растет. Делится.
Кейт Адамаля, синтетический биолог из Университета Миннесоты и соавтор исследования, не считает, что SpudCell жива. Она предпочитает называть его каркасом. Крошечной фабрикой.
«Я не верю, что [SpudCell жива]… это каркас, который может производить с помощью биологии “все химикаты, необходимые для нашей цивилизации”».
Лекарства. Пластик. Удобрения. Адамаля видит в этом не объявление о рождении новой жизни, а миниатюрную промышленную революцию. Цель? Заменить нефть. Перестать выкапывать ископаемое топливо, чтобы производить наши товары. Вместо этого мы будем их выращивать.
Некоторые критики уже скрещивают руки и поднимают брови. Они считают, что тайминг публикации — это пиар-ход. Одновременно с научной статьёй была запущена Biotic, новая некоммерческая организация Адамаля, целью которой является привлечение финансирования. Совпадение? Возможно. Но Адамалу не важны optics. Ей важно время.
«Я чувствую невероятный стресс и срочность… если мы не примемся за работу, у нас не останется времени».
Для нее климатический кризис — это не угроза в далеком будущем. Это дедлайн. Если биоинженерия может предложить альтернативу нефтехимии, мы должны создать этот «двигатель» прямо сейчас.
Создано с нуля
Как сделать искусственную клетку? Не клонируйте её. Постройте.
Команда взяла 36 очищенных ферментов. Обернула их в жировую мембрану. Затем добавила упрощенный геном. Этот фрагмент ДНК примерно в 50 раз меньше, чем геном типичной бактериальной клетки. Они смешали компоненты в чашке. Результат: система, способная питать себя и воспроизводиться. Полный клеточный цикл, вызванный искусственно.
«Она полностью химически определена», — объяснила Адамаля. «Без неизвестных строительных блоков».
Они назвали её SpudCell. Почему? Потому что она выглядит как картошка. И в то же время это отсылка к «Спутнику», первому искусственному спутнику. Человеческий гений в двух словах: картофель и спутники.
Это не первая попытка создать минимальную форму жизни. В 2016 году Институт Дж. Крейга Вентера создал «минимальную клетку», удалив гены из существующей бактерии. Это была инженерия «сверху вниз». SpudCell — это подход «снизу вверх». Построена из сырья, а не из остатков.
Мауро Ринальди из Халлского университета называет это «великим достижением». Он указывает на один конкретный подвиг: деление. Это признак жизни. Делиться без шаблона — серьезный шаг вперед.
Но подождите.
Есть оговорки. И серьезные.
SpudCell не может производить свою собственную энергию. Реальные клетки имеют митохондрии. У этих их нет. Им требуются внешние сахара и жиры. Они не могут создавать собственные рибосомы — те самые машины, которые переводят ДНК в белки. Поэтому SpudCell нуждается в доставке белков извне.
Генетика тоже хромает. Её геном разбросан по плазмидам — маленьким кольцам ДНК. Не упакованным аккуратно в хромосомы. При делении у неё нет клеточного скелета, который обычно гарантирует, что каждая дочерняя клетка получит справедливую долю ДНК. Поэтому она распределяет их хаотично. Некоторые получают больше, некоторые — меньше.
«[Его] подход использует хитроумные инженерные трюки в качестве ускорения», — говорит биофизик Сеес Деккер.
Деккер работает в Университете Делфта в Нидерландах. Его не впечатляет отсутствие надежности. Он считает, что команда использовала упрощения, чтобы доказать, что рост возможен. Главная задача остается прежней: создание автономной клетки. Клетки, которая работает сама по себе.
Он также предпочитает, чтобы его наука сначала прошла рецензирование. Пир-ревью отфильтровывает шум от реальности. Сейчас СМИ сообщают о сырых данных. Если рецензирование позже выявит недостатки, этот момент может выглядеть смешным.
Обещания и шумиха
Адамаля рассматривает SpudCell не как биологию, а как инженерию. Чистый лист.
Клетки уже производят полезные вещи. Инсулин, например. Мы вставляем инструкции в бактерии и дрожжи, и они вырабатывают его. Миллионы диабетиков зависят от этого приема.
Но у природных клеток есть предохранители. Их установила эволюция. Если химикат вреден для клетки, клетка отказывается его производить. Или прекращает работу. SpudCell не имеет эволюционной истории. У неё нет инстинктов самосохранения. Это означает, что вы можете запрограммировать её на производство чего угодно, даже если это токсично.
Это может революционизировать производство лекарств.
Подумайте о вакцинах на основе мРНК или пептидной терапии. Они часто требуют измененных строительных блоков. Аминокислоты с повышенной стабильностью. Нуклеотиды, которые не распадаются. Сейчас ученые синтезируют их в химических лабораториях. Дорого. Медленно. SpudCell могла бы производить эти модифицированные компоненты напрямую.
Видение выходит за рамки фармацевтических лабораторий. Представьте себе сухие, стабильные при хранении клетки. Вы отправляете их без холодильника. Добавляете воду и пищу. Они просыпаются и производят вакцины или лекарства прямо на месте. В клинике. В развивающейся стране.
Вот и предложение.
Готова ли она? Нет.
Это доказательство концепции. Первый шаг на долгом пути, который, как признает Адамаля, потребует много усилий.
«[SpudCell — это] первый шаг», — сказала Адамаля. «Нам понадобится, вероятно, по крайней мере пару десятилетий… прежде чем мы заменим нефтехимию».
Biotic, некоммерческая организация, профинансирует следующие шаги. Адамаля надеется, что филантропы будут направлять деньги непосредственно на исследования, минуя медленные грантовые комитеты.
Ринальди остается осторожным. Технология выглядит многообещающе. Наука выглядит интересной. Но терминология кажется завышенной. Он ожидает, что шумиха угаснет по мере того, как годы пройдут, а работа созреет через правильное рецензирование.
Пока у нас есть конструкция в форме картофелины, которая ест, делится и делится плохо. Она не живая. Она не утверждает обратного.
Но она хочет заменить нефть.
