Биологи заставили "клетку-франкенштейна" нормально размножаться

Бактерия вида Mycoplasma mycoides – одна из самых простых живых клеток на Земле. В её геноме всего 901 ген. Для сравнения: в ДНК кишечной палочки около 4000 генов, а в геноме человека – более 30 тысяч.

Именно M. mycoides учёные использовали в 2010 году для создания клетки с полностью искусственной ДНК. Они взяли бактерию и извлекли из неё её единственную хромосому. После этого биологи внедрили на освободившееся место такую же новую хромосому, только сконструированную на компьютере и синтезированную "в пробирке" с нуля. Полученный искусственный организм был назван JCVI-syn1.0.

Эта клетка жила и была способна размножаться. Однако биологи были уверены, что для этого требуются не все её гены. Они хотели выяснить, какой минимальный набор генов необходим живой клетке для размножения.

Поэтому экспериментаторы создавали новые версии лабораторного организма со всё более скромной ДНК. В 2016 году была презентована искусственная бактерия JCVI-syn3.0. В её геноме было всего 473 гена. Причём о 149 из них учёные знали только то, что они для чего-то необходимы клетке, но для чего, оставалось загадкой.

При этом JCVI-syn3.0 размножалась как-то странно. Дочерние клетки не желали быть аккуратными маленькими сферами, как материнская. Они принимали самые разные размеры и формы, а некоторые не до конца отделялись от материнской клетки. Стало ясно, что в погоне за минимализмом биологи выплеснули вместе с водой если не ребёнка, то точно что-то важное.

Теперь исследователи создали новый вариант: JCVI-syn3A. Учёные дополнили геном JCVI-syn3.0, вернув в него 19 генов, присутствовавших в настоящем геноме M. mycoides и, соответственно, в JCVI-syn1.0.

К слову, только для семи из этих генов установлены белки, которые они кодируют. И только для двух из этих белков понятно, какую биохимическую функцию они выполняют. Однако именно возвращение этих 19 генов помогло JCVI-syn3A воспроизводиться как обычные бактерии. То есть микроорганизм порождал точные копии материнской клетки.

Между прочим на то, чтобы отобрать эти 19 необходимых генов, у экспериментаторов ушли годы кропотливого труда. Но, похоже, теперь учёные, наконец, получили простейшую искусственную бактерию, которая размножается так же, как естественная.

Теперь биологам предстоит выяснить, как же всё-таки функционируют эти 19 генов, возвращающие клетке способность нормально делиться. Это стало бы огромным прорывом в биологии, ведь те же механизмы наверняка работают в любых делящихся клетках, в том числе и человеческих.

Научная статья с результатами исследования была опубликована в журнале Cell.

Ранее мы рассказывали о синтетических организмах, проливающих свет на ход эволюции.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".