Új szint a mesterséges sejtek fejlesztésében
A kutatók egyedülálló módon állították össze a SpudCellt: 36 tisztított enzimből, zsírsavmembránból és az átlagos baktérium génállományának mindössze ötvenedét kitevő genomból. Ezek keverékéből egy olyan sejt jött létre, amely képes táplálkozni, növekedni és osztódni – vagyis egy komplett sejtciklust valósít meg egy Petri-csészében.
A SpudCell nevet részben a „krumplihoz” hasonló kinézete, részben pedig a Szputnyik műholdra utaló poén ihlette. Bár a sejtciklus laboratóriumi újrateremtése nem teljesen példa nélküli, eddig többnyire „felülről lefelé” (top-down) megközelítéssel sikerült minimálisra csökkentett élő sejteket kialakítani – most először sikerült ezt „alulról felfelé”, vagyis nulláról induló módszerrel elérni. Ez jelentős lépés, hiszen a mesterséges sejtek önálló osztódása régóta a kutatók álma.
Hiányosságok és technikai kihívások
Az új rendszer azonban jelentős korlátokkal rendelkezik. A SpudCell egyelőre nem képes saját maga energiát termelni, mint azt az élő sejtek mitokondriumai teszik, valamint a zsírokat, cukrokat és enzimeket is kívülről kell hozzáadni. Riboszómákat – a genetikai utasításokat lefordító sejtalkotókat – sem tud önmaga előállítani, így a fehérjéket is külsőleg kell pótolni.
Szerkezetileg a SpudCell genomja laza DNS-darabkákból (plazmidokból) épül fel, nem pedig jól szervezett kromoszómákból; emiatt az osztódáskor véletlenszerűen következik be a genetikai anyag elosztása. Egyes biológusok aggályaikat fejezték ki amiatt, hogy amíg a technológia nem esik át minden tudományos ellenőrzésen, addig túlzott lehet a médiaérdeklődés. Az igazi áttörést az jelentheti majd, ha sikerül teljesen önjáró, külső segítség nélkül önfenntartó mesterséges sejtet kialakítani.
Jövőbeli ipari lehetőségek
A SpudCell mérnöki alapmodellként izgalmas távlatokat nyit: feltehetően teljes mértékben programozhatóvá válik, amellyel bármilyen kívánt molekula előállítható. Míg ma élesztősejtek vagy baktériumok is gyártanak különböző, emberi hasznos vegyületeket, ezek a természetes sejtek ellenállnak olyan anyagok előállításának, amelyek ártanak nekik. A SpudCell-szerű rendszerekkel ez a gát áthidalható lehetne.
Különösen nagy lehetőség rejlik a modern gyógyszerek – például mRNS-alapú vagy peptidalapú gyógyszerek – fejlesztésében. Ezekhez molekuláris építőelemeket kell előállítani, amelyeket kémiailag is módosítanak. Ha egy mesterséges sejt ezeket helyben, biológiai úton és már módosítva tudná termelni, az jelentősen gyorsíthatná a gyógyszerfejlesztés folyamatát, és csökkenthetné annak költségeit. A kutatók szerint ezek az új „sejtek” akár szállíthatók, hosszabb ideig tárolhatók, és egyszerűen, helyben aktiválhatók lehetnének, például oltóanyagok vagy egyedi fehérjék előállítására.
Közelebb a biológiai gyártás forradalmához?
Noha a SpudCell jelenleg még csak egy „elvi bizonyítás”, ipari felhasználására éveket, de inkább évtizedeket kell várni. Óriási feladat vár a fejlesztőkre, mire teljesen kiváltható lesz a kőolajalapú gyártás. A munka ugyanakkor új lendületet kapott: a Biotic nevű nonprofit szervezet segítené a kutatás támogatását, hogy minél előbb érdemi áttörés születhessen a biológiai gyártórendszerek területén.
Annyi biztos: az új módszer forradalmasíthatja a gyártást és a tudományos elképzeléseinket az életről. Még sok a teendő, de a fejlődés iránya ígéretes.
