Vor fünf Jahren haben Wissenschaftler eine einzelliger synthetischer Organismus Mit 473 Genen ist es die einfachste lebende Zelle, die jemals bekannt wurde. Beim Wachsen und Teilen verhielt sich der bakterienähnliche Organismus jedoch seltsam und produzierte Zellen unterschiedlichster Größe.
Jetzt haben Wissenschaftler sieben Gene identifiziert, die der Zelle hinzugefügt werden können, damit sie sich sauber teilt und selbst repliziert.
Die Leistung wurde in detailliert beschrieben das Tagebuch Zelle und ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen dem J. Craig Venter Institute JCVI, dem Nationalen Institut für Standards und Technologie NIST und dem Center for Bits and Atoms des Massachusetts Institute of Technology MIT.
In a Presseerklärung von NIST Die Forscher erklären, dass die Identifizierung dieser Gene ein wichtiger Schritt zur Entwicklung synthetischer Zellen mit realen Anwendungen ist. Beispielsweise könnten synthetische Zellen als kleine "Fabriken" fungieren, die Drogen, Lebensmittel und Kraftstoff produzieren.
In fernerer Zukunft könnte eine solche Entwicklung als winziger Computer verwendet werden, der Krankheiten erkennen könnte, erklären die Forscher.
Untersuchung der 'grundlegenden Gestaltungsregeln des Lebens'
Die Forschung ist Teil eines ehrgeizigen Ziels zu verstehen, wie sich Zellen vermehren und wie wir dieses Wissen zu unserem Vorteil nutzen können.
"Wir wollen die grundlegenden Gestaltungsregeln des Lebens verstehen", sagte Elizabeth Strychalski, Mitautorin der Studie und Leiterin der NIST Cellular Engineering Group. "Wenn diese Zelle uns helfen kann, diese Regeln zu entdecken und zu verstehen, dann machen wir uns auf den Weg zu den Rennen."
Die Forscher fügten dem vor fünf Jahren erstellten Einzelzell-JCVI-syn3.0 19 Gene hinzu, darunter sieben, die für die normale Zellteilung benötigt werden. Dabei erstellten sie eine neue Variante namens JCVI-syn3A.
Die Identifizierung der sieben zusätzlichen Zellen erforderte nach Angaben der Forscher jahrelange mühsame Arbeit, da sie Dutzende systematischer Stämme durch systematisches Hinzufügen und Entfernen von Genen konstruieren mussten.
Die neue Variante hat weniger als 500 Gene - als Referenz die E. coli Bakterien die in unserem Darm leben, haben ungefähr 4.000 Gene, während eine menschliche Zelle ungefähr 30.000 hat. Die Arbeit ermöglicht einen beispiellosen Einblick in die "grundlegenden Gestaltungsregeln des Lebens", wie Strychalski es ausdrückt.
"Das Leben ist immer noch eine Black Box", fügt sie hinzu - es ist noch viel Arbeit erforderlich, bevor die wissenschaftliche Gemeinschaft ihre Geheimnisse aufdeckt.