Живые существа — это лишь упорядоченные структуры из «мертвой» материи. Именно так. Никакой души. Никакой мистической искры, бегущей по вашим венам и заставляющей вас дышать. Просто химия, удерживающая форму, которая случайно научилась自我 копировать. Это значит, что жизнь — не магия. Это инженерия. И если вы знаете все детали, вы должны быть способны собрать механизм с нуля. Мы ближе к этой цели, чем вы думаете.
Синтетическая биология преследует эту мечту уже давно. Еще в 2010 году исследователи Института Дж. Крейга Вентера заменили ДНК одной бактерии на синтетически созданную геномную последовательность другой. Получившаяся клетка ожила. Она росла и размножалась, обладая геномом минимального размера — всего 473 гена. Рекорд того времени. Но результат был «неаккуратным». Ученые признавали, что даже не знали, что делает треть этих генов. Они были необходимы? Или являлись «мусором»? Кто знает. Они не создали жизнь. Они просто перезагрузили её. Как если бы вы залезли в уже едущую машину и снова нажали кнопку запуска. Это совсем не то же самое, что сварить двигатель из лома.
На сцену вышла команда Университета Миссури. Они хотят заглянуть еще глубже.
Эксперимент с «Картошкой» (SpudCell)
Они создали сущность, которую назвали SpudCell. Название — дань уважения «Спутнику» и космической эре, а также отсылка к её картофообразной неровности. Это также скромная характеристика её ограничений. SpudCell — не организм. По крайней мере, не в полном смысле слова. Она основана всего на 36 генах. Это меньше, чем у некоторых вирусов. Когда ученые добавили строительные блоки жизни в смесь, эти 36 генов самостоятельно собрались в структуру. Они сформировали пузыри, похожие на клетки. Они начали синтезировать белки.
Но только потому, что исследователи вручную предоставили им рибосомы.
Рибосомы — это молекулярные машины для синтеза белка, находящиеся внутри настоящих клеток. SpudCell пришлось «дать рибосомы на блюдечке». Она не может питаться. Не генерирует энергию. Не делится и не размножается самостоятельно. Она просто сидит там, требуя постоянного внешнего ввода веществ, чтобы продолжать производить белки. Если современная клетка — это широкофюзеляжный лайнер Boeing 747, то SpudCell — это хлипкий летательный аппарат братьев Райта, собранный на веревках и ватных бинтах. Он едва отрывается от земли. Живая ли она?
«Она не живая»
Да. Технически. Но это также самый крупный прорыв за десятилетия. Он доказывает, что можно выманить фундаментальный механизм жизни из неживых компонентов, используя минимальный набор инструкций. Вам не нужны 473 гена, чтобы начать диалог. Нужно всего 36, чтобы услышать тихий шепот в ответ.
Что будет дальше
Лучшие версии уже в разработке. Очевидно. Цель не в том, чтобы сидеть и смотреть, как белковые пузырьки дрожат в чашке Петри. Применение здесь материальное. Нам нужны альтернативы пластикам, топливу и удобрениям, производимым на основе ископаемого сырья. Синтетические клетки могли бы производить эти вещества устойчивым образом. Если вы сможете спроектировать клетку, которая «ест» солнечный свет и «выделяет» пластик, это изменит правила игры для промышленности и борьбы с изменением климата.
Но более глубокая цель — эпистемологическая. Мы хотим понять, как неживая материя становится живой. Где проходит граница? Когда хаос превращается в устойчивый порядок? SpudCell не пересекает финишную черту, но указывает направление. Возможно, у нас так и не будет четкого определения жизни. Может быть, это не переключатель «вкл/выкл», а диммер (регулятор яркости).
Если мы сможем создать самодостаточную сущность из сырых химических веществ, мы поймем биологию так же, как механики понимают автомобили. Или даже лучше. Мы сможем написать собственное руководство по эксплуатации. Тайна не столько будет решена, сколько переписана заново. И, возможно, в этом заключается самая пугающая часть процесса.
Подпишитесь на рассылку Earth, если хотите получать ежемесячные обновления о том, как мы пытаемся спасти эту планету.
