Синтетические «клетки» питаются и размножаются
Синтетические клетки конструируют далеко не первый год. Обычно их делают на основе каких-то настоящих клеток. Одна из самых известных синтетических клеток — это бактерия JCVI-syn3.0, описание которой было опубликовано в журнале Science в 2016 году. Тогда исследователи взяли бактерию Mycoplasma capricolum, вытащили из неё её собственную ДНК, а взамен ввели синтетический геном, сконструированный на основе генов другой микоплазмы, Mycoplasma mycoides. Этот геном был очень мал, всего 531 тысяча оснований, кодирующих 473 гена. И всё же синтетическая бактерия JCVI-syn3.0 оказалась вполне жизнеспособной, хотя для того чтобы она жила и размножалась, её нужно было снабжать практически всеми питательными веществами. Она, может быть, была не вполне синтетической, но вполне себе клеткой.
У новой липосомной «клетки», описанной в недавней публикации на сайте bioRxiv*, не было никакого живого «предка». По сути, это липосома, то есть мембранный микропузырёк с очень сложным содержимым. В целом отличия новых синтетических «клеток» не только от живых, но и от синтетических конструкций вроде упомянутой JCVI-syn3.0 настолько велики, что имеет смысл говорить о них в кавычках. В «клеточную» начинку входили семь молекул ДНК общей длиной около 90 тысяч пар оснований, тридцать шесть белков и набор соединений для обмена веществ. Питалась «клетка» за счёт более мелких липосом, которые она хватала с помощью специального поверхностного белка. Мембрана питающих липосом объединялась с мембраной «клетки», и, соответственно, в «клетку» же переходило содержимое питающих липосом. Белок, с помощью которого «клетка» хватала питающие липосомы, был закодирован в её ДНК, и она его сама синтезировала. Но что значит сама? Как известно, чтобы в клетке появился белок, нужно сначала его код скопировать с ДНК в РНК, а потом на этой РНК синтезировать полипептидную цепь. Синтезом полипептидов в живых клетках занимаются сложные молекулярные машины — рибосомы. Своих рибосом синтетическая «клетка» делать не могла, и её нужно было регулярно снабжать ими извне.