Учёные наконец-то заставили синтетическую клетку делиться. Раньше исследователи умели кормить искусственные клетки и копировать их ДНК, но деление никак не поддавалось: у настоящих клеток этим занимается цитоскелет, а синтезировать его — слишком сложно. Биолог Кейт Адамала (Kate Adamala) пошла другим путём — она вообще отказалась от цитоскелета. В чужой статье она нашла механизм Райнхарда Липовски (Reinhard Lipowsky) из Института коллоидов и интерфейсов Макса Планка: белки, прилипая к мембране, толпой загибают её — и клетка делится сама. Адамала донастроила один из таких белков и после нескольких попыток добилась деления протоклеток. «Я долго не позволяла себе в это поверить», — сказала она.
Клетки, которые назвали spudcells (студенты в шутку предложили «картошка», и Адамала — полька — согласилась), собраны из кусков разных лабораторных решений: репликация ДНК, питательные липосомы и белки-разделители. Команда оптимизировала их совместную работу. Системный химик Йоб Букховен (Job Boekhoven) из Мюнхенского технического университета назвал демонстрацию механизма деления «огромным достижением». Джон Гласс (John Glass) из Института Дж. Крейга Вентера уверен, что это «поворотный момент для всей синтетической биологии». Эволюционный биолог Майкл Линч (Michael Lynch) из Университета штата Аризона назвал работу «tour de force», но предупредил: клетка пока не может существовать самостоятельно.
Клетки попробовали заставить эволюционировать. Исследователи вручную меняли их ДНК, создавая генетическое разнообразие. Те клетки, что росли крупнее, давали больше дочерних — и становились многочисленнее. Это похоже на начало отбора, но не на естественный отбор. Проблема в ДНК-полимеразе: она слишком точная и почти не делает ошибок-мутаций. Нужен более «неряшливый» фермент — но не настолько, чтобы убить клетку. Адамала говорит, что нужно найти баланс между порядком и хаосом, «край хаоса» по Стюарту Кауфману (Stuart Kauffman).
Есть и другие ограничения. Клетки не могут сами делать рибосомы — это ограничивает их рост, отмечает бывший научный руководитель Адамалы Джек Шостак (Jack Szostak). Нужен и цитоскелет — сейчас на деление уходит слишком много энергии. «Современная клетка — это Dreamliner, — сравнила Адамала. — А мы построили Wright flyer — первую раму с крыльями, которая пролетает 100 футов».
Вместе с результатами команда объявила о некоммерческой организации Biotic, которая сделает наработки доступными всем исследователям. Данные и методы уже открыты — чтобы другие могли улучшать клетку. В перспективе, через десятки лет, такие синтетические клетки смогут производить пластмассу без нефти, удобрения и лекарства — а ещё помогут понять, как на Земле зародилась жизнь. «Если хочешь узнать, что такое жизнь, — сказал Букховен, — сначала её создай».