Shkencëtarët krijuan qeliza sintetike ‘të gjalla’ duke mbledhur baktere për pjesë

Studiuesit në Universitetin e Bristolit në Mbretërinë e Bashkuar kanë bërë një hap të madh përpara në biologjinë sintetike duke projektuar një sistem që kryen disa funksione kryesore të një qelize të gjallë, duke përfshirë gjenerimin e energjisë dhe shprehjen e gjeneve.

Qeliza e tyre e ndërtuar artificialisht madje u shndërrua nga një formë sfere në një formë më natyrale të ngjashme me ameba gjatë 48 orëve të para të ‘jetës’, duke treguar se filamentet proto-citoskeletore po punonin (ose, siç thanë studiuesit, ishin “strukturalisht dinamike mbi shkallët e zgjatura kohore”).

Të ndërtosh diçka që i afrohet asaj që mund të mendojmë si të gjallë, nuk është një shëtitje në park, jo më pak falë faktit që edhe organizmat më të thjeshtë mbështeten në operacione të panumërta biokimike që përfshijnë makineri komplekse të ndërlikuara për t’u rritur dhe riprodhuar.

Shkencëtarët janë fokusuar më parë në marrjen e qelizave artificiale për të kryer një funksion të vetëm, siç është shprehja e gjeneve, katalizimi i enzimës ose aktiviteti i ribozimit.

Nëse shkencëtarët zbulojnë sekretin e ndërtimit dhe programimit me porosi të qelizave artificiale të afta për të imituar jetën më nga afër, kjo mund të krijojë një mori mundësish në çdo gjë, nga prodhimi në mjekësi.

Ndërsa disa përpjekje inxhinierike përqendrohen në ridizajnimin e vetë projekteve, të tjerët po hetojnë mënyra për të reduktuar qelizat ekzistuese në mbetje që më pas mund të rindërtohen në diçka relativisht të re.

Për të kryer këtë arritje të fundit bioinxhinierike nga poshtë-lart, studiuesit përdorën dy koloni bakteriale – Escherichia coli dhe Pseudomonas aeruginosa – për pjesë.

Këto dy baktere u përzien me mikropika boshe në një lëng viskoz. Një popullatë u kap brenda pikave dhe tjetra u bllokua në sipërfaqen e pikave.

Shkencëtarët më pas shpërthejnë membranat e baktereve duke larë kolonitë me lizozimë (një enzimë) dhe melittin (një polipeptid që vjen nga helmi i bletës).

Bakteret derdhën përmbajtjen e tyre, të cilat u kapën nga pikat për të krijuar protoqeliza të veshura me membranë.

Shkencëtarët më pas demonstruan se qelizat ishin të afta për përpunim kompleks, siç është prodhimi i molekulës së ruajtjes së energjisë ATP përmes glikolizës dhe transkriptimit dhe përkthimit të gjeneve.

“Qasja jonë e montimit të materialit të gjallë ofron një mundësi për ndërtimin nga poshtë-lart të konstrukteve të qelizave simbiotike të gjalla/sintetike, thotë autori i parë, kimisti Can Xu.

“Për shembull, duke përdorur baktere të inxhinieruara, duhet të jetë e mundur të fabrikohen module komplekse për zhvillim në fushat diagnostikuese dhe terapeutike të biologjisë sintetike, si dhe në bioprodhimin dhe bioteknologjinë në përgjithësi.”

Në të ardhmen, kjo lloj teknologjie qelizash sintetike mund të përdoret për të përmirësuar prodhimin e etanolit për biokarburantet dhe përpunimin e ushqimit.

Kombinuar me njohuritë e bazuara në modele të avancuara të biologjisë bazë, ne mund të përziejmë dhe përputhim disa struktura ndërsa të tjerat t’i ridizajnojmë plotësisht për të inxhinieruar sisteme krejtësisht të reja.

Qelizat artificiale mund të programohen të fotosintezojnë si bakteret e purpurta, ose të gjenerojnë energji nga kimikatet, ashtu si bëjnë bakteret reduktuese të sulfatit.

“Ne presim që metodologjia do t’i përgjigjet niveleve të larta të programueshmërisë,” thonë studiuesit.