Ученые еще на шаг ближе к созданию синтетической жизни

Биологи из Гарвардского университета еще на шаг приблизились к созданию синтетических форм жизни, при помощи которых можно будет создавать искусственные лекарственные препараты с заданными характеристиками, новые виды топлива и совершенно новые материалы для промышленности.

Руководитель данного направления в Гарварде Джон Черч говорит, что его группе удалось полностью скопировать ту часть живой клетки, которая отвечает за создание протеинов, необходимых для жизни. Следующим шагом должно стать продолжение конструирования искусственной клетки, тем более, что ее часть у исследователей уже есть - механизм искусственного воспроизводства природных протеинов работает, говорит ученый.

Джон Черч занимается генными исследованиями более 30 лет, в 80-х годах он был одним из первых, кто в США занялся проблемой расшифровки генома человека.

Созданная в Гарварде технология может быть использована для программирования клеток на создание любых протеинов, даже тех, что в природе не существуют, но химическим путем могут быть синтезированы. "Такой подход позволит начать производство новых лекарств, химикатов и организмов, в том числе и живых бактерий. Сегодняшние открытия - это ключевой компонент в создании синтетической жизни. Пока мы не создали синтетических организмов и это не является нашей целью, но это гигантский прогресс в данном направлении", - говорит он.

Данные достижения вызывают неоднозначную реакцию в обществе, где растет опасение в неконтролируемом создании искусственных видов жизни.

Напомним, что свои работы по созданию искусственной жизни ведет и известный биолог, основатель компании Synthetic Genomics Крейг Вентер. Он пытается создать искусственные организмы, пригодные для выполнения тех или иных задач, например преобразования угля в метан. В планы Вентера также входит создание микроорганизмов, которые смогут разлагать уголь или безопасно утилизировать композитные материалы, такие как пластик.

Джон Черч говорит, что его команда искусственно реконструировала рибосому, первая версия которой уже способна воспроизводить сама себя. Природная версия рибосомы используется при создании разнообразных протеинов в лекарствах и вакцинах. При этом некоторые рибосомы значительно замедляют действие ряда препаратов, а другие делают их вообще бесполезными. Искусственные рибосомы могут быть запрограммированы на создание всех типов протеинов.

"Такие искусственные рибосомы могут быть полезны в создании редких специфических белков. Когда вы можете запрограммировать рибосому на отключение тех или иных клеток, то вы можете создать именно те протеины, что вам нужны, в этом случае многократно растет эффективность препаратов", - говорит Джеймс Коллинс, биолог из группы Джона Черча.

Специалисты говорят, что программируемые рибосомы могут также создавать точные копии активных молекул в существующих препаратах. Такие "зеркальные" разработки, могут быть непроницаемы для ферментов организма человека, которые зачастую используются для блокировки химикатов. "Они будут иметь более высокую стабильность в естественной среде", - говорит Черч.

Отметим, что синтезировать рибосомы впервые удалось почти 40 лет назад, но тогда они существовали лишь при определенных условиях, жесткой температуре и уровне солености, кроме того ученые тогда не смогли заставить рибосомы самовоспроизводиться, что необходимо для создания искусственной жизни.

Однако существуют и определенные опасения на счет создания подобных систем. Из панацеи от всех бед они в два счета могут превратиться в смертоносное оружие, от которого нет спасения. "Образцы искусственной жизни и лекарства, которые не удается разложить природными ферментами вызывают серьезную тревогу. Как только такие системы появятся, террористы и преступники начнут охоту за ними", - говорит Дэвид Магнус, директор Биомедицинского центра при Стенфордском университете.

"Очевидно, что свободный доступ к таким разработкам должен быть ограничен. Все ученые, кто занимается подобными исследованиями, пока понимают это", - говорит он. Магнус уверен, что как минимум самые первые искусственные организмы будут выращены в суперконтролируемых условиях и, скорее всего, дальше химлабораторий так и не выйдут.

"Это на первый взгляд звучит страшно, но такие организмы могут оказаться полностью автономными, хотя и им потребуется пища и энергия, поэтому от внешней среду они все же зависеть будут", - предполагает Магнус.

Джон Черч говорит, что в создании искусственных рибосом им помогала компания Google, а также известный эксперт Майкл Джьюитт, который также занимается синтезированием протеинов. Ранее Майкл Джьюитт нашел возможность производства 54 протеинов при помощи всего трех молекул РНК, которые в итоге составили рибосому.