Биологи из Университета Миннесоты представили результаты работы по созданию искусственной клетки, собранной исключительно из химически чистых компонентов. Эта структура продемонстрировала способности, традиционно приписываемые живому: она «питается», растет и способна к делению. Хотя данная работа еще ожидает рецензирования, она уже привлекла огромное внимание научного сообщества, так как приближает ученых к решению фундаментальной задачи синтетической биологии — сборке живой системы из неживых элементов.
Несмотря на многообещающие характеристики, авторы открытия признают, что процессы питания, роста и размножения в данном случае — это скорее инженерная имитация биологических функций. Например, «рост» клетки происходит за счет слияния с добавленными извне липидными пузырьками, тогда как настоящие живые клетки самостоятельно синтезируют мембранные компоненты.
Аналогичная условность наблюдается и в процессе размножения. Искусственная клетка содержит РНК, кодирующую мембранный белок, который меняет кривизну оболочки, заставляя её делиться надвое. Это напоминает формирование пузырьков-органелл внутри настоящих клеток, но принципиально отличается от биологического размножения. В природе деление — это сложнейший процесс удвоения и строгого контроля генетического материала, обеспечивающий выживание потомства. Искусственные клетки из университета Миннесоты физически делятся, но лишены механизмов контроля за передачей информации, из-за чего их «жизненный цикл» ограничен всего пятью поколениями.
До сих пор попытки создания искусственной жизни велись двумя путями: «сверху вниз» (упрощение генома существующих организмов до минимума) и «снизу вверх» (сборка системы из базовых химических веществ). Работа ученых из Миннесоты относится ко второму, наиболее амбициозному подходу. Ранее другие исследователи, например команда Крейга Вентера, уже создавали клетки с искусственным геномом, однако они использовали «живую базу», лишь заменяя «прошивку» ДНК. Работа университета Миннесоты концептуально иная: она демонстрирует возможность реализации базовых жизненных функций без использования биологических «заготовок».
Ответ на вопрос о том, разгадан ли «секрет жизни», пока отрицательный, но значимость эксперимента от этого не становится меньше. В биологии существует инженерная проблема, описанная ученым Юрием Лазебником в метафоре с «починкой радио»: биологи часто изучают сложные системы, не имея четкого понимания их принципов работы. Создание примитивных искусственных клеток позволяет свести жизнь к базовым компонентам, которые можно описать количественно и стандартизировать.
Таким образом, искусственная клетка — это не «созданная жизнь», а важный инструмент для понимания того, как работают биологические системы. Даже примитивная имитация жизненных процессов является огромным шагом вперед, переводящим биологию из описательной науки в область точного инженерного проектирования. Секрет жизни остается неразгаданным, но ученые получили в руки «алфавит», который в будущем может позволить написать гораздо более сложный код.