На полученном с помощью микроскопа изображении виден флуоресцирующий белок, синтезируемый внутри крошечных пор искусственной клетки
Ученые разработали «искусственную клетку». Единственное, чего не хватает устройству размером с почтовую марку, чтобы получить статус искусственно созданного живого организма – это способности размножаться. Синтезировать собственные гены и запускать их в работу, вырабатывая закодированные в них белки, этот биочип уже умеет.
Сначала исследователи под руководством Питера Карра (Peter Carr) научились производить отдельные чипы для синтеза генов и экспрессии белков. А появившаяся в результате объединения этих двух технологий искусственная клетка напоминает компьютерную микросхему, состоящую из слоев резины, формирующих плотную структуру. Она пронизана системой крошечных протоков и резервуаров. В этих-то емкостях и происходит сборка полностью искусственных генов и их экспрессия с получением функциональных белков.
Одна часть устройства синтезирует гены, которые могут копироваться в ходе цикла нагревов и охлаждений при добавлении в ферментов, проводящих необходимые реакции. Несколько крошечных насосов смешивают готовые гены с ферментами и клеточными экстрактами, содержащими необходимые для синтеза белков компоненты. Все происходит, как в обычной живой клетке: сначала комплекс ферментов конвертирует ДНК в РНК, которая смешивается со средой, содержащей аминокислоты и рибосомы – клеточные структуры, который считывают последовательность РНК и, в соответствии с содержащейся в них информацией, собирают из аминокислот молекулы белков.
С помощью искусственной клетки авторы синтезировали флуоресцирующий белок медузы, регистрация свечения которого послужила наглядным доказательством работоспособности клеточного «киборга». Теперь они работают над созданием более крупных устройств, состоящих из тысяч реакционных резервуаров и позволяющих одновременно синтезировать множество различных белков.
Напомним, что параллельно созданию таких «киборгов» целый институт ученых трудится – и не без успеха! – над получением синтетической бактерии. Мы рассказывали о прогрессе в этой области: «Хромосома из пробирки», «Bacteria laboratorium».
