США еще на один шаг приблизились к созданию искусственного живого организма

[Dimm]

Профессор нью-йоркского Университета имени Рокфеллера\Rockefeller University Альберт Либхабер\Albert Libchaber и его сотрудник Винсент Нуаро\Vincent Noireaux сконструировали своего рода псевдоклетки, которые еще не умеют самостоятельно размножаться, однако уже обладают способностью длительное время синтезировать молекулы белка.

Современная биотехнологическая промышленность уже выпускает наборы веществ, необходимых живым клеткам для построения протеинов. В принципе, компоненты подобных аминокислотных смесей можно синтезировать и из простых органических соединений, однако куда дешевле и проще извлекать их из бактериальных культур, к примеру, из культуры кишечной палочки. Нью-йоркские ученые нашли способ упаковать такое молекулярное сырье в органические оболочки, сходные по структуре и функциям с мембранами настоящих клеток.

Создание искусственных многобелковых мембран до сих пор остается далекой мечтой, и поэтому Нуаро и Либхабер даже не надеялись решить эту задачу. Их цели были много скромнее. Исследователи изготовили капельки из гомогенизированных внутрибактериальных структур кишечной палочки (подобные капли называют везикулами) и заключили их в двуслойную фосфолипидную оболочку. Внутри таких минипузырьков могли происходить различные биохимические реакции, которые, однако, продолжались не более пяти часов - как из-за отсутствия свежих реагентов, так и за счет увеличения концентрации шлаков.

Позднее условия опыта были изменены. В исходную смесь биомолекул экспериментаторы добавили фрагменты молекул ДНК, которые вмещали гены, кодирующие синтез двух протеинов. Один из этих белков наделен способностью к люминесценции, так что вырабатывающие его псевдоклетки стали испускать слабое свечение. Второй ген запустил процесс производства белка альфа-гемолизина, молекулы которого имеют трубчатое строение. Альфа-гемолизин встраивался в фосфолипидный бислой и формировал в нем относительно широкие поры. Просвет этих отверстий оказался вполне достаточным для того, чтобы жидкость, в которой плавали псевдоклетки, смогла поставлять им необходимые биомолекулы. В результате, "одетые" в пористые мембраны искусственные клетки без перерыва производили светящийся белок в течение четырех суток. В общем, Нуаро и Либхабер смогли создать действующую модель клетки - довольно примитивную, но все же воспроизводящую некоторые ключевые клеточные функции.

Есть все основания полагать, что недалеко время, когда в псевдоклетки с пористыми фосфолипидными мембранами можно будет интегрировать гены, ответственные за выработку любых протеинов, в частности и тех, которые необходимы для нужд медицины (например, инсулина). Это означает, что подобные искусственные клетки могут превратится в химические микрофабрики, производящие белковые продукты исключительной чистоты.

Но Нуаро и Либхабер намерены пойти даже дальше. Они предполагают оснастить свои псевдоклетки мембранами, которые будут легко растягиваться и деформироваться, так что сами клетки обретут способность делиться. Если эта задача будет решена, откроется путь к созданию еще более сложных псевдоклеток, которые в процессе деления смогут воспроизводить свои внутренние структуры, как это делают все нерукотворные клетки. А отсюда уже недалеко и до искусственных клеток, способных воспринимать внешние сигналы, адаптироваться к окружающей среде и передавать потомству свои мутации, иначе говоря, эволюционировать. И уж такие клетки вполне можно будет приравнять к примитивным живым организмам.

(с) Washington ProFile