細胞是所有生物中最小的個體組成部分之一。最近,科學家們能夠創(chuàng)造出一種能夠正常生長和分裂的簡單合成細胞。該項目的研究人員表示,新發(fā)現揭示了控制生命最基本過程的機制。
大約五年前,科學家們創(chuàng)造了一種單細胞合成生物,它只有 473 個基因,這是迄今為止已知的最簡單的活細胞。這種類似細菌的生物體在生長和分裂時表現得很奇怪,導致細胞的形狀和大小大不相同??茖W家們現在已經確定了七個將被添加的基因,以幫助控制細胞不守規(guī)矩的本性,使其分裂成均勻的球體。
新突破是 J.Craig Venter 研究所、國家標準與技術研究所和麻省理工學院之間的合作。識別基因是工程合成細胞的重要一步,這些細胞能夠執(zhí)行有益的活動,如生產藥物、食物和燃料。這些合成細胞還可以在人體內檢測疾病并制造藥物。研究人員還認為,這種簡單的細胞可以用作微型計算機。
研究人員想了解生命的基本設計規(guī)則,并相信細胞可以幫助發(fā)現和理解這些規(guī)則。研究人員在 2010 年構建了第一個具有合成基因組的細胞,但該細胞并不是從頭開始構建的。在這項研究中,科學家們從一種叫做支原體的簡單細菌的細胞開始。他們破壞了細胞中的 DNA,并用計算機設計并在實驗室合成的 DNA 取而代之,創(chuàng)造了地球生命史上第一個擁有完全合成基因組的生物。
自從那次成功以來,科學家們一直致力于將有機體剝離到其最低限度的遺傳成分。結果是五年前創(chuàng)建的一個超級簡單的單元格稱為 JCVI-syn3.0,它過于簡約且無法正確劃分。新細胞添加了 19 個額外的基因,其中包括正常細胞分裂所需的 7 個基因,從而產生了稱為 JCVI-syn3A 的新變體。新版本的基因少于 500 個。相比之下,一個人類細胞大約有 30,000 個基因。該團隊目前的目標是了解每個基因的功能,使他們能夠開發(fā)出細胞工作方式的完整模型。