Minnesotas lõid teadlased kunstliku raku, mis suudab kasvada ja jaguneda

Minnesota ülikooli bioloogid konstrueerisid keemiliselt puhaste komponentide põhjal kunstliku raku, mis suudab toituda, kasvada ja teatud määral jaguneda. Töö pole veel läbinud eelretsenseerimist ning ilmus preprindina, kuid on teadusmeedias laialdast tähelepanu pälvinud. Kas tegemist on tõeliselt elava rakuga, on aga endiselt vaieldav.

Minnesota ülikooli bioloogid teatasid, et on suutnud keemiliselt puhaste ainete kombinatsioonist luua kunstliku raku, mis ilmutab elu kolme põhitunnust: toitumine, kasv ja paljunemine. Töö on avaldatud preprindina, eelretsenseerimine on veel pooleli.

Milles seisneb läbimurre?

Esmakordselt on ühe süsteemi piires demonstreeritud kõiki eluraku põhifunktsioone, ehkki kõige primitiivsemal kujul. Tehisrakkude valmistamiseks kasutati eranditult keemiliselt puhaseid aineid, see eristab neid varasematest liposoomikatsetest, kus RNA sisaldavad mullikesed moodustati küll bioloogilisi komponente jäljendades, kuid ei teinud ise midagi.

Kunstliku raku "kasv" toimus nii, et lahusesse lisati liposoomid, millel olid pinnal spetsiaalsed peptiidid. Need seondusid kunstliku raku pinna valkudega ja põhjustasid membraanide ühinemise, rakk lihtsalt suurenes füüsiliselt. Tõelised rakud sünteesivad oma lipiide ise. "Paljunemine" simuleeriti raku sees asuva RNA abil, mis kodeeris membraanivalku: see muutis membraani kõverust nii, et rakk jagunes kaheks. Viis põlvkonda järglasi, pärast seda protsess peatus.

Sünteetiline bioloogia ja "alt üles" lähenemine

Uus töö kuulub nn alt-üles sünteetilise bioloogia valdkonda, kus lähtutakse lihtsatest keemilistest ühenditest, mitte olemasolevast elusrakust. Vastupidist teed käis Craig Venteri meeskond, kes 2010. aastal asendas bakteris Mycoplasma mycoides loomuliku genoomi sünteetilise versiooniga ja 2016. aastal võttis samalt bakterilt ära kõik "mittevajalikud" geenid, et saada võimalikult minimaalne elusrakk.

Kunstlike rakkude "paljunemine" erineb pärisrakust oluliselt: puudub geneetilise materjali kahekordistamine ja kontroll selle üle, et tütarrakud saaksid õige arvu koopiaid. Just see selgitab viie põlvkonnaga piirdumist.

Nobeli preemia ootuses?

Teadusmeedias on juba spekuleeritud võimaliku Nobeli preemia üle, kui tulemused kinnitust leiavad. Preprint ei ole aga veel eelretsenseeritud, mistõttu tuleb tulemustesse praegu ettevaatlikult suhtuda.

Tähenduslik taust peitub 2002. aastal ajakirjas Cancer Cell ilmunud artiklis, kus USA teadlane Juri Lazebnik esitas iroonilise küsimuse: "Kas bioloog suudab raadio parandada?" Lazebniki mõte oli, et keerukate süsteemide mõistmiseks vajab bioloogia insenerilikku lähenemist, standardiseeritud komponente ja kvantitatiivset kirjeldust. Minnesota meeskonna primitiivsed kunstlikud rakud, kus "kasvu" ja "paljunemist" tuleks tõepoolest jutumärkides kirjutada, tõestavad, et sellise süsteemi saab kokku panna ja mõõta.