Minnesotaforskare bygger syntetisk cell som delar sig

Färgmikroskopibilder visar en klump omgiven av ett membran som delar sig i två, efter att proteiner samlats på ytan tills den mekaniska spänningen sliter isär den. Enligt The Independent säger forskare vid University of Minnesota att systemet – som de kallar ”SpudCell” – är uppbyggt helt av icke-levande kemiska komponenter men ändå kan ta upp näring, växa, kopiera sitt arvsmaterial och dela sig. Därmed fullbordar det, enligt forskarna, en hel livscykel för en syntetisk cell.

Arbetet leds av biträdande professorerna Kate Adamala och Aaron Engelhart, som beskriver det som ett steg mot ett standardiserat ”chassi” för att bygga celliknande maskiner. Naturliga celler använder ett cellskelett för att samordna celldelningen; SpudCell gör i stället ett membranknep, där proteiner trängs ihop tills ytan bucklar sig och spricker. Forskarna uppger att när de införde en genetisk förändring som ökade produktionen av ett sammansmältningsprotein fick de celler som växte snabbare och gav fler avkommor. Poängen är att visa att urval och stegvis förbättring – vanliga verktyg i ingenjörsarbete – kan tillämpas även på en cell som satts samman från grunden.

Om detta håller när andra laboratorier försöker upprepa resultaten flyttas en gammal debatt från ”går det att syntetisera liv?” till ”vem får bygga med det, och enligt vilka standarder?”. The Independent noterar att olika laboratorier fortfarande saknar gemensamma protokoll för vad som räknas som en fungerande syntetisk cell, i den grad att samarbetspartner flög in för demonstrationer på plats för att få metoderna att fungera. Den flaskhalsen är viktig eftersom syntetiska celler inte bara är en akademisk övning: forskarna menar att celler byggda från grunden skulle kunna utföra molekylära omvandlingar som industrikemin inte klarar, eller som i dag kräver naturliga celler eller energislukande och hårdhänta processer.

Projektets modulära upplägg lyfts fram som den praktiska fördelen: man kan programmera olika funktioner oberoende av varandra i stället för att behandla cellen som en odelbar svart låda. Men samma artikel räknar också upp det som återstår att bygga. SpudCells sju plasmider med arvsmassa behöver fortfarande slås ihop till en enda, mer stabil arvsmassa, och ytterligare molekylära maskiner saknas ännu. På kort sikt ger det ett välbekant mönster i biotekniken: en slående demonstration, en lång lista av ingenjörsarbete, och en kapplöpning om att definiera gränssnitt innan fältet splittras i oförenliga verktygskedjor.

Forskarna försöker också angripa samordningsproblemet öppet. The Independent beskriver en satsning som kallas Biotic, tänkt att samla ingenjörsarbetet och göra det förenligt med ett gemensamt chassi, där SpudCell ska fungera som bas. I praktiken brukar de första standarderna i en ny plattform sättas av den som kan leverera en referenskonstruktion och protokoll som andra faktiskt kan upprepa, snarare än av den som skriver den mest storslagna färdplanen.

Just nu är den mest konkreta iakttagelsen att systemet kan dela sig utan cellskelett, genom att packa proteiner på ett membran tills det brister.