เซลล์สังเคราะห์ถูกสร้างขึ้นซึ่งเติบโตตามปกติและแบ่งตัวด้วยยีนขั้นต่ำ

เมื่อห้าปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์เซลล์เดียวขึ้นมา ด้วยยีนเพียง 473 ยีน จึงกลายเป็นโปรโตซัว

ของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่เคยรู้จัก อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะคล้ายแบคทีเรียนี้มีพฤติกรรมแปลก ๆ เมื่อมันเติบโตและแบ่งตัว ทำให้เกิดเซลล์ที่มีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ได้ระบุยีน 7 ยีนนั้นสามารถเพิ่มเพื่อทำให้เชื่องลักษณะการบิดพลิ้วของเซลล์บังคับให้แบ่งออกเป็นทรงกลมที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างเรียบร้อย ผู้เชี่ยวชาญจากสถาบัน J. Craig Venter (JCVI), สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) Bits and Atoms Center ได้ทำการศึกษา

การระบุยีนเหล่านี้เป็นขั้นตอนสำคัญสู่การสร้างเซลล์สังเคราะห์ พวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นโรงงานขนาดเล็กสำหรับการผลิตยา อาหาร และเชื้อเพลิงได้ นอกจากนี้ยังสามารถวินิจฉัยโรคและสร้างยารักษาโรคในขณะที่มีชีวิตอยู่ภายในร่างกายได้ โดยพื้นฐานแล้วพวกมันทำงานเหมือนกับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก

ปัญหาคือในการออกแบบและสร้างกรงที่ทำในสิ่งที่จำเป็นต้องทำสิ่งสำคัญคือต้องมีรายการส่วนหลักของมันและวิธีที่พวกมันประกอบเข้าด้วยกัน

นักวิทยาศาสตร์ JCVI ออกแบบเซลล์แรกด้วยจีโนมสังเคราะห์ในปี 2010 พวกเขาไม่ได้สร้างมันขึ้นมาใหม่ทั้งหมด นักวิจัยเริ่มต้นด้วยเซลล์ของแบคทีเรียชนิดง่ายๆที่เรียกว่า mycoplasmas พวกเขาทำลายดีเอ็นเอของพวกเขาและแทนที่ด้วยการประดิษฐ์ทางวิศวกรรมคอมพิวเตอร์และสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ เป็นสิ่งมีชีวิตแรกในประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลกที่มีจีโนมสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์ - JCVI-syn1.0

ตั้งแต่นั้นมา นักวิทยาศาสตร์ก็ได้ทำงานเพื่อลดปัญหานี้สิ่งมีชีวิตให้มีองค์ประกอบทางพันธุกรรมน้อยที่สุด เซลล์ที่เรียบง่ายเป็นพิเศษที่พวกเขาสร้างขึ้นเมื่อห้าปีก่อนที่เรียกว่า JCVI-syn3.0 นั้นเรียบง่ายเกินไปด้วยซ้ำ

วิดีโอเหลื่อมเวลาซึ่งอยู่ภายใต้แสงไฟกล้องจุลทรรศน์แสดงเซลล์ของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ JCVIsyn3.0 ที่เติบโตและแบ่งตัวซึ่งเป็นผลมาจากความร่วมมือระหว่างสถาบัน J. Craig Venter สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติและศูนย์เทคโนโลยี MIT อะตอม. แถบมาตราส่วนแสดงถึง 50 ไมโครเมตร เครดิต: NIST / MIT

ตอนนี้นักวิจัยได้เพิ่ม 19 เข้าไปในเซลล์นี้ยีน 7 ยีนมีความจำเป็นสำหรับการแบ่งเซลล์ตามปกติ นี่คือลักษณะที่ตัวแปรใหม่ปรากฏขึ้น - JCVI-syn3A ตัวแปรนี้มียีนน้อยกว่า 500 ยีน สำหรับการเปรียบเทียบแบคทีเรียของ E. coli ซึ่งอาศัยอยู่ในลำไส้มียีนประมาณ 4,000 ยีน เซลล์มนุษย์มีประมาณ 30,000 เซลล์

การบันทึกวิดีโอแบบไทม์แลปส์ซึ่งอยู่ภายใต้แสงไฟกล้องจุลทรรศน์แสดงเซลล์ของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ JCVI-syn3A การเจริญเติบโตและการแบ่งตัวซึ่งเป็นผลมาจากความร่วมมือระหว่างสถาบัน J. Craig Venter สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติและ Massachusetts Institute of Technology Center of Bits and Technology อะตอม. แถบมาตราส่วนแสดงถึง 50 ไมโครเมตร เครดิต: NIST / MIT

การระบุยีนเสริมทั้งเจ็ดนี้ใช้เวลาหลายปีในความพยายามอย่างเต็มที่โดยกลุ่มชีววิทยาสังเคราะห์ JCVI ซึ่งนำโดย John Glass ผู้เขียนร่วม ผู้เขียนร่วมและนักวิทยาศาสตร์ของ JCVI Ligi Sun ได้ออกแบบสายพันธุ์ที่แตกต่างกันหลายสิบสายพันธุ์โดยการเพิ่มและกำจัดยีนอย่างเป็นระบบ จากนั้นเธอและนักวิจัยคนอื่น ๆ สังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเหล่านี้ส่งผลต่อการเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์อย่างไร

อ่านเพิ่มเติม

สถานที่ที่มีพายุมากที่สุดในโลก: ทำไม Drake Passage จึงเป็นเส้นทางที่อันตรายที่สุดไปยังแอนตาร์กติกา

สารประกอบยูเรเนียมใหม่ทำลายสถิติการนำไฟฟ้าที่ผิดปกติ

Mars Express ช่วยค้นหาว่าน้ำหายไปจากดาวเคราะห์แดงที่ไหนและอย่างไร