В колыбели атомной бомбы рождается новая форма жизни
Большая часть учёных, создавая новые организмы, отталкивается от организмов существующих. Но новый проект привёл к жарким споры кроме того в научной среде.
Возможно ли создать жизнь, биологически хорошую от всего, что мы знаем?
Стин Расмуссен (Steen Rasmussen) совместно со собственными сотрудниками из американской Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Lab) собирается создать принципиально новую форму судьбы.
Не он первый обращается к данной теме. Мы уже говорили о масштабном проекте, правильнее — целом последовательности проектов, каковые возможно объединить термином Жизнь 2.0 и об неестественной клетке, к примеру.
По некоторым оценкам, более 100 лабораторий занимаются данной темой. на данный момент.
А уж о полунаучных (либо псевдонаучных) попытках создать жизнь из почвы, мяса и Всевышний знает чего ещё — в эпоху ренесанса — уж и упоминать не следует.
Но старт аналогичной программы в организации, создавшей атомное оружие — заслуживает внимания.
Итак, инициаторы нового проекта не планируют существующие организмы, манипулируя их ДНК. Ведущий химик команды, Ляохай Чэнь (Liaohai Chen) растолковывает, что они планируют создавать жизнь на безлюдном месте, в мензурке, полной «неодушевлённых» молекул.
физики и Химики собираются создать протоклетку, которая пускай и будет примитивнее бактерии — обязана будет владеть главными изюминками судьбы: создавать собственную энергию, давать потомство а также развиваться.
Один из основных вопросов, на что, возможно, дадут ответ эти поиски — вправду ли происхождение судьбы было случайностью либо однако неизбежностью?
Дабы достигнуть цели, большая часть учёных придерживается «патентов» природы. Так или иначе, они пробуют создать клетки, каковые окружены двухслойными мембранами и наполнены генетическим материалом в виде ДНК либо РНК.
Но не Расмуссен, что занимается данной темой уже много лет, а сейчас начинает $5-миллионный проект в Лос-Аламосе.
Стин Расмуссен не задаёт вопросы — что было раньше — курица либо яйцо в земной эволюции, он решил создать жизнь заново (фото с сайта popsci.com).
В попытке создать собственную версию судьбы датчанин отбросил книжки биологии и задал вопрос себя: «Какова самая несложная живая совокупность, которую я могу вообразить?». Итог пребывает в том, что его протоклетка не напоминает никого из известных форм судьбы.
В то время, когда учёный задумал проект, то составил перечень минимально нужных частей для неестественного организма: метаболизм, дабы создавать энергию, подобная ДНК молекула, дабы хранить «инструкции», и мембрана, дабы являться оболочкой и скреплять все части.
Чего уж несложнее? Но не так долго осталось ждать Расмуссен осознал, что он обязан ещё более упростить требования.
Кроме того примитивные одноклеточные организмы с их мембранами, насыщенными каналами, дабы транспортировать питательные вещества — были бы через чур сложными, дабы создавать их аналог для второй жизни.
«Мы переворачивали эти вещи вверх тормашками и в следствии вывернули наизнанку», — говорит Расмуссен.
Он поместил пара молекулярных автомобилей на внешней стороне синтетической клетки, так, покончив с потребностью в мембране. Вместо этого протоклетка — это глыба жирных кислот («частично, как использованный комок жевательной резинки», — растолковывает Расмуссен).
Эта капля — мицелла — обязана собрать себя.
Стин проводит аналогию с мыльными пузырями на поверхности воды, где гидрофильные и гидрофобные финиши молекул создают силы, вызывающие их некую определённую организацию.
Расмуссен и его команда не будут, само собой разумеется, применять мыло, но заберут некоторый второй сурфактант, пока малоизвестный им самим. Это — неспециализированная мысль по самосборке протоклетки.
Сейчас — генетический материал. Большая часть организмов трудится с ДНК либо РНК.
Но Расмуссен собирается приспособить неестественную нуклеиновую кислоту по имени ПНК (PNA), либо пептидную нуклеиновую кислоту.
Её синтезировал Питер Нильсен (Peter Nielsen) из университета Копенгагена (University of Copenhagen) в начале 1990-х. на данный момент Нильсен трудится с Расмуссеном.
ПНК весьма похожа на ДНК по строению и принципу работы, но базы, составляющие цепь ПНК — это пептиды. Кстати, существует теория, что самыми ранними формами судьбы на Земле были базирующиеся на ПНК существа.
Основное преимущество ПНК пребывает в том, что она есть электропроводной, что окажет помощь запустить метаболизм протоклетки. Так что возможно будет убить одним выстрелом двух зайцев.
По идее, на один финиш цепи ПНК возможно посадить фоточувствительную молекулу. В то время, когда на неё попадает свет, она производит электрон, что бежит на другой финиш ПНК.
В том месте он может привести к химической реакции с неким последним компонентом, что учёные собираются бросить в мензурку — это будет пища.
Пища складывается из молекул-предшественников, каковые метаболизм протоклетки преобразует в новые молекулы и жирные кислоты ПНК.
Снова созданные жирные кислоты будут включены в существующие мицеллы, заставляя их расти, пока они не станут нестабильными и не расколются на две протоклетки.
Взрослая протоклетка будет иметь размер всего 5-10 нанометров. «Мы не могли вообразить ничего более несложного», — поясняет Расмуссен.
Схема протоклетки Расмуссена и пять стадий её развития и создания (иллюстрация с сайта popsci.com).
По схеме протоклетка вправду очень несложна. Но химия, которая оживляет её — весьма сложна.
Мицеллы должны впитать молекулы пищи, создавая «склады», преобразовывать их в одиночные спирали ПНК, каковые должны цепляться за внешний край мицеллы и обнаружить в том месте дополнительные цепочки ПНК, кроме этого созданные организмом. Это на бумаге.
А кто знает, как все эти молекулы практически поведут себя в растворе?
Тем временем Расмуссен думает о практическом применении принципиально новых форм судьбы как поставщиков лекарств к клеткам человека либо как биологических очистителей, перерабатывающих токсины, смертельные для той жизни, которую мы знаем. Либо кроме того — как биологический компонент механических совокупностей, талантливых на самозаживление при повреждении.
Многие команды в различных государствах мира смогут преуспеть на этом пути, но, согласитесь, будет символично, в случае если новая форма судьбы родится в том месте, где было создано самое ужасное оружие в истории.
