دانشمندان دانشگاه مینهسوتا موفق شدند نخستین سلول مصنوعی جهان را از پایه خلق کنند. پژوهشگران میگویند این ساخته دست بشر میتواند یک چرخه حیات کامل شامل رشد، تغذیه و حتی تولیدمثل را طی کند. این سلول مصنوعی اسپادسل (SpudCell) نام دارد.
به گزارش Science، اسپادسل از یک قطره میکروسکوپی آب تشکیل شده است که درون یک غشای چربی به نام لیپوزوم قرار دارد؛ غشایی که عملکردش مشابه دیواره سلولهای واقعی است. درون این ساختار کروی، دانشمندان هفت پلاسمید یا واحد کوچک DNA قرار دادهاند که در مجموع یک ژنوم بسیار کوچک ۹۰ هزار جفتباز (kbp) را تشکیل میدهند. پیشازاین، زیستشناسان تصور میکردند که یک سلول زنده برای عملکرد صحیح حداقل به ۱۱۳ هزار جفتباز داده ژنتیکی نیاز دارد، اما اسپادسل این معادلات را بر هم زد.
این سلول نوپا مانند یک کارخانه کوچک، کدهای ژنتیکی خود را میخواند و آنها را به پروتئینهای کاربردی تبدیل میکند. فرایند تغذیه در اسپادسل بسیار جالب است؛ این سلول برای بزرگشدن، نوعی «گیرنده» یا قلابهای مولکولی روی دیواره بیرونی خود میسازد. این قلابها مانند آهنربا بستههای کوچک حاوی مواد مغذی و آنزیم را از محیط اطراف شکار میکنند. سلول با جذب این مواد آماده، انرژی لازم برای رشد فیزیکی و تکثیر ژنوم خود را به دست میآورد.
محققان برای ایجاد قابلیت تقسیم سلولی در این قطره میکروسکوپی، از یک مکانیسم بسیار هوشمندانه بهره بردند. آنها بخشی به نام FLAG را در ژنوم اسپادسل کدگذاری کردهاند که میتواند به مولکول بزرگی به نام استرپتاویدین (Streptavidin) متصل شود. این اتصال شیمیایی باعث ایجاد نیروی دافعه شدیدی در میان مولکولهای سطحی میشود و در نهایت قطره را به دو نیمه مجزا تقسیم میکند.
اسپادسلها هنوز ویژگیهای کامل یک موجود زنده مانند توانایی تکامل در طول نسلهای متمادی را ندارند. آنها فاقد اسکلت سلولی برای جابهجایی مواد و دفع زباله هستند و ماشینآلات پروتئینسازی داخلیشان نیز با گذشت زمان تخریب میشوند و امکان بازسازی خودکار ندارند.
هدف نهایی پژوهشگران از خلق چنین سلولهایی، فقط درک بنیادی معمای حیات نیست. دانشمندان قصد دارند در آینده نزدیک این سیستمهای مصنوعی را به مینیکارخانههای بیولوژیکی تبدیل کنند که وظیفه تولید دقیق داروهای مهم، مواد شیمیایی و زیستمواد پیچیده را برعهده دارند. استفاده از یک سلول کاملاً مصنوعی به دانشمندان فرصتی میدهد تا برخلاف باکتریهای اصلاحشده، کنترل صددرصدی روی تمام اجزای سیستم داشته باشند.
انتشار یافتههای این پژوهش حواشی متعددی در دنیای آکادمیک داشت. ژورنال مشهور Cell در ابتدا از چاپ این مقاله خودداری کرد، چرا که یکی از داوران معتقد بود اسپادسل یک سیستم زیستی واقعی محسوب نمیشود و فاقد شرایط لازم برای تعریف حیات است. محققان پس از این اتفاق، در یک اقدام نسبتاً نامتعارف تصمیم گرفتند پیش از تأیید نهایی مقاله در فرایند زمانبر همتاوری، نسخه پیشنویس پژوهش را در اختیار رسانهها قرار دهند.
