Исследователи разработали систему SpudCell, имитирующую клеточное деление. Это может помочь в понимании происхождения жизни.
Исследователи из Университета Миннесоты создали упрощенную систему SpudCell, имитирующую клеточное деление. Искусственная клетка способна импортировать материалы извне и делиться несколько раз, прежде чем процесс прекратится.
SpudCell содержит генетический материал в мембране. Для копирования ДНК используется механизм вируса Phi29, а для производства белков — система вируса T7. В системе также присутствует очищенный аппарат трансляции для синтеза белков из РНК.
Клетка получает питательные вещества: мелкие молекулы и ионы проходят через белковые поры в мембране. Более крупные компоненты, такие как белки, доставляются в отдельной мембранной структуре, которая сливается с SpudCell, пополняя запасы и увеличивая ее размер.
Деление SpudCell изначально инициировалось механически. Позднее разработан химический метод: добавление определенных веществ вызывало агрегацию белковых пор, что приводило к изменению формы мембраны и последующему делению.
Система имеет ограничения: генетический материал распределяется между дочерними клетками случайным образом. После пяти поколений наблюдается потеря части генома, что не позволяет SpudCells существовать неограниченно долго.
В системе продемонстрирована возможность естественного отбора. Изменение генома для увеличения уровня белковых пор приводило к более быстрому росту, особенно при ограниченном поступлении питательных веществ. Это показало, что эволюционные механизмы могут действовать даже в упрощенной системе.
Разработка SpudCells открывает новые возможности для изучения происхождения жизни и исследования минималистичных форм жизни. Система служит моделью для постановки фундаментальных научных вопросов, несмотря на отличия от ранних земных клеток.
