Osztódásra képes szintetikus egysejtű organizmust állított elő egy kutatócsoport

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Egy kutatócsoport olyan szintetikus egysejtű organizmust alkotott, ami épp úgy osztódhat és szaporodhat, akár a valódi sejtek. A kutatók szerint az eljárást egy napon parányi számítógépek létrehozásához és miniatűr gyógyszer-előállító egységek létrehozásához is felhasználhatják majd, és mindennek a szintetikus sejtek adhatják az alapját.

Azt ugyanakkor az eljárás kifejlesztői is elismerik, hogy ez nem holnap lesz. A kutatást vezető Elizabeth Strychalski, az amerikai Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet sejtmérnöki csoportjának vezetője szerint az új technológiával akár élő szenzorok is tervezhetők, amikkel mérhetővé válik a környezetük savassága, hőmérséklete és oxigéntartalma.

A szintetikus sejt fejlesztése öt éve kezdődött; ekkor történt, hogy a kutatók létrehoztak egy szintetikus organizmust, amely a maga 473 génjével a legegyszerűbb élő sejt volt. A baktériumszerű organizmus növekedését és osztódását azonban furcsa jelenségek kísérték: különböző formájú és méretű sejtek alakultak ki belőle. A kutatóknak sikerült azonosítaniuk azt a hét gént, amik az osztódáskor létrejövő sejtek szabályos gömb alakjáért és egységes méretéért felelnek.

A szabályos sejtosztódásra képes szintetikus organizmus, a JCVI-syn3A legújabb változata.Illusztráció: JCVI

A gének azonosítása a hasznosítható szintetikus sejtek megtervezésének egyik legfontosabb lépése volt. Az efféle sejtek apró gyárakként működhetnek, amik üzemanyagokat és tápanyagokat állíthatók elő, ezenfelül észlelhetik a szervezetünkben kialakuló betegségeket, és gyógyszereket fejleszthetnek a kór leküzdésére.

Sejtfejlesztés: a 3A verzió

A JCVI kutatói 2010-ben alkották meg az első, szintetikus genommal rendelkező sejtet. A sejtet nem a nulláról építették fel: a kutatók egy igen egyszerű, nemi úton terjedő mikrobából, a Mycoplasma genitaliumból indultak ki. Először elpusztították a baktérium DNS-ét, majd számítógéppel tervezett, laboratóriumban előállított szintetikus DNS-sel helyettesítették azt. Az így létrejött mesterséges sejtet (pontosabban az első verzióját) JCVI-syn1.0-nak nevezték el.

A tudósok azóta mindent elkövettek, hogy az organizmust a minimális genetikai összetevőire redukálják; ennek eredményeként született meg létre öt éve a minimalista JCVI-syn3.0. Ez a szintetikus sejt azonban túlságosan minimalista lett. Bár létrehozhatott saját fehérjéket, és képes volt a DNS-e replikációjára, a sejtosztódás során nem tudott egységes méretű és formájú sejteket létrehozni.

Hogy kiküszöböljék ezt a hibát, a kutatók 19 további gént adtak hozzá a JCVI-syn3.0-hoz, amelyek közül 7 a normális sejtosztódásért felelt. Ebből született a legújabb variáns, a kevesebb mint 500 gént tartalmazó JCVI-syn3A. (Kontraszt: egy emberi sejt nagyjából harmincezer gént tartalmaz; az E.coli baktérium négyezret.) Az így létrejött szenzorsejtek úgy is felhasználhatók gyógyszerek gyártására, hogy az emberi testen belül helyezik el őket.

„Az egyik lehetséges felhasználási javaslat, hogy ha a sejtek betegséget észlelnek, terápiás célú hatást fejtenek ki, ha pedig hosszabb ideje fennálló betegségről van szó, leállíthatják a terápiát.”

– magyarázta Strychalski.

Ezek azonban a távoli jövőre vonatkozó elképzelések. Ahhoz, hogy eljussunk erre a szintre, a kutatóknak alapszinten kell megérteniük a sejtek felépítését és osztódását, mielőtt a szintetikus organizmusok manipulálni tudnák őket.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: