Стин Расмуссен (Steen Rasmussen) вместе со своими сотрудниками из американской Государственной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Lab) хочет сделать принципно новейшую форму жизни.
Не он 1-ый обращается к данной теме. Мы уже ведали о масштабном проекте, поточнее — целом ряде проектов, которые можно соединить термином Жизнь 2.0 и об искусственной клеточке, например.
По неким оценкам, более 100 лабораторий занимаются этой темой. На данный момент. А о полунаучных (либо псевдонаучных) попытках сделать жизнь из земли, мяса и Бог знает чего ещё — в эру Возрождения — уж и упоминать не стоит.Но старт схожей программки в организации, создавшей ядерное орудие — заслуживает внимания.
Итак, зачинатели нового проекта не собираются просто преобразовывать имеющиеся организмы, манипулируя их ДНК. Ведущий химик команды, Ляохай Чэнь (Liaohai Chen) разъясняет, что они собираются создавать жизнь на пустом месте, в мензурке, полной "неодушевлённых" молекул.
Химики и физики хотят сделать протоклетку, которая пусть и будет примитивнее бактерии — должна будет владеть главными особенностями жизни: создавать свою энергию, давать потомство и даже развиваться.
Один из основных вопросов, на который, может быть, дадут ответ эти поиски — вправду ли появление жизни было случайностью либо всё же неизбежностью?
Чтоб добиться цели, большая часть учёных держится "патентов" природы. Так либо по другому, они пробуют сделать клеточки, которые окружены двухслойными мембранами и заполнены генетическим материалом в виде ДНК либо РНК.
Но не Расмуссен, который занимается этой темой уже много лет, а сейчас начинает $5-миллионный проект в Лос-Аламосе.
Стин Расмуссен не спрашивает — что было ранее — курица либо яичко в земной эволюции, он решил сделать жизнь поновой (фото с веб-сайта popsci.com).
В попытке сделать свою версию жизни датчанин откинул учебники биологии и спросил себя: "Какова самая обычная жива система, которую я могу вообразить?". Итог заключается в том, что его протоклетка не припоминает ни одну из узнаваемых форм жизни.
Когда учёный замыслил проект, то составил перечень мало нужных частей для искусственного организма: метаболизм, чтоб создавать энергию, схожая ДНК молекула, чтоб хранить "аннотации", и мембрана, чтоб служить оболочкой и скреплять все части.
Чего уж проще? Но скоро Расмуссен сообразил, что он должен ещё более упростить требования. Даже примитивные одноклеточные организмы с их мембранами, насыщенными каналами, чтоб транспортировать питательные вещества — могли быть очень сложными, чтоб создавать их аналог для другой жизни.
"Мы переворачивали эти вещи ввысь тормашками и в итоге выкрутили навыворот", — гласит Расмуссен.
Он расположил несколько молекулярных машин на наружной стороне синтетической клеточки, таким макаром, покончив с потребностью в мембране. Заместо этого протоклетка — это глыба жирных кислот ("частично, как использованный комок жевательной резинки", — разъясняет Расмуссен). Эта капля — мицелла — должна собрать себя.
Стин проводит аналогию с мыльными пузырями на поверхности воды, где гидрофильные и гидрофобные концы молекул делают силы, вызывающие их некоторую определённую компанию.
Расмуссен и его команда не будут, естественно, использовать мыло, но возьмут некоторый другой сурфактант, пока неведомый им самим. Это — общая мысль по самосборке протоклетки.
Сейчас — генетический материал. Большая часть организмов работает с ДНК либо РНК. Но Расмуссен планирует приспособить искусственную нуклеиновую кислоту по имени ПНК (PNA), либо пептидную нуклеиновую кислоту.
Её синтезировал Питер Нильсен (Peter Nielsen) из института Копенгагена (University of Copenhagen) сначала 1990-х. На данный момент Нильсен работает с Расмуссеном.
ПНК очень похожа на ДНК по строению и механизму работы, но базы, составляющие цепь ПНК — это пептиды. Кстати, существует теория, что самыми ранешними формами жизни на Земле были базирующиеся на ПНК существа.
Главное преимущество ПНК заключается в том, что она является электропроводной, что поможет запустить метаболизм протоклетки. Так что можно будет уничтожить одним выстрелом 2-ух зайцев.
По идее, на один конец цепи ПНК можно высадить фоточувствительную молекулу. Когда на неё попадает свет, она выпускает электрон, который бежит на другой конец ПНК. Там он может вызвать хим реакцию с некоторым заключительным компонентом, который учёные планируют кинуть в мензурку — это будет еда.
Еда состоит из молекул-предшественников, которые метаболизм протоклетки конвертирует в новые жирные кислоты и молекулы ПНК.
Вновь сделанные жирные кислоты будут включены в имеющиеся 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 обычного", — объясняет Расмуссен.
Схема протоклетки Расмуссена и 5 стадий её сотворения и развития (иллюстрация с веб-сайта popsci.com).
По схеме протоклетка вправду очень ординарна. Но химия, которая воскрешает её — очень сложна.
Мицеллы должны впитать молекулы еды, создавая "склады", преобразовывать их в одиночные спирали ПНК, которые должны цепляться за наружный край мицеллы и отыскивать там дополнительные цепочки ПНК, также сделанные организмом. Это на бумаге.
А кто знает, как все эти молекулы практически поведут себя в растворе?
Тем временем Расмуссен размышляет о практическом применении принципно новых форм жизни как поставщиков фармацевтических средств к клеточкам человека либо как био очистителей, перерабатывающих токсины, смертельные для той жизни, которую мы знаем. Либо даже — как био компонент механических систем, способных на самозаживление при повреждении.
Многие команды в различных странах мира могут преуспеть на этом пути, но, согласитесь, будет символично, если новенькая форма жизни родится там, где было сотворено самое ужасное орудие в истории.
Обсуждение • Распечатать • Выслать ссылку • На обложку
