SpudCell: पहली सिंथेटिक कोशिका जो खुद खाती है, बढ़ती है और विभाजित होती है – विज्ञान की नई सुबह

SpudCell PURE प्रणाली (प्रोटीन संश्लेषण जो पुनर्संयोजक तत्वों का उपयोग करता है) पर निर्भर करता है - यह एक न्यूनतम, पुनर्निर्मित इन-विट्रो ट्रांसक्रिप्शन-ट्रांसलेशन मशीनरी है। इसका कोई देशी चयापचय नहीं है और यह अपने आनुवंशिक कार्यक्रम को व्यक्त करने के लिए पूरी तरह से इस विशेष आणविक वातावरण पर निर्भर करता है ।

यह कैसे भोजन करती है

कोशिका झिल्ली में जीवाणु प्रोटीन अल्फा-हेमोलिसिन पर आधारित ट्रांसमेम्ब्रेन पोर्स (छिद्र) शामिल हैं, जो न्यूक्लियोटाइड और छोटे पोषक तत्वों को कोशिका में प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं । इन छिद्रों को एक रासायनिक प्रेरक (इंड्यूसर) जोड़कर खोला या बंद किया जा सकता है, जिससे टीम को नियंत्रित आहार मिलता है ।

यह कैसे विभाजित होती है

विभाजन लिपिड बाईलेयर पर झिल्ली-स्थानीयकृत FtsZ प्रोटीन (जीवाणु ट्यूबुलिन होमोलॉग) को इकट्ठा करके किया जाता है। जब पर्याप्त FtsZ जमा हो जाता है, तो यह एक संकुचनशील वलय (कॉन्ट्रैक्टाइल रिंग) बनाता है जो झिल्ली को अंदर की ओर तब तक दबाता है जब तक कोशिका दो भागों में विभाजित नहीं हो जाती। यह प्रणाली यह नियंत्रित करने के लिए प्रकाश-संवेदनशील या रासायनिक रूप से प्रेरित प्रोटीन एंकर का उपयोग करती है कि FtsZ कहाँ और कब इकट्ठा होगा, जिससे विभाजन के समय पर बाहरी नियंत्रण मिलता है ।

प्रमुख सीमाएं: पूरी तरह से जीवित नहीं

इस सफलता के बावजूद, SpudCell एक आत्मनिर्भर जीवित जीव से बहुत दूर है। शोधकर्ता इसकी कमियों के बारे में खुलकर बात करते हैं:

• अक्षम विभाजन: विभाजन को 'बेढंगा' बताया जाता है। केवल कुछ SpudCells ही सफलतापूर्वक विभाजन पूरा करती हैं; कई का संकुचन रुक जाता है या वे फट (लाइज़) जाती हैं ।
• खराब जीनोम प्रतिधारण: बेटी कोशिकाओं को अक्सर जीनोम की अधूरी या कोई प्रति नहीं मिलती है। टीम का अनुमान है कि प्रति विभाजन जीनोम प्रतिधारण 50% से भी कम है, जिसका अर्थ है कि कई 'संतानें' चक्र जारी नहीं रख सकती हैं ।
• राइबोसोम का क्षरण: PURE प्रणाली के राइबोसोम कोशिका चक्र के दौरान नष्ट हो जाते हैं। 3-4 पीढ़ियों के बाद, प्रोटीन संश्लेषण रुक जाता है और कोशिका रेखा समाप्त हो जाती है। यह SpudCell वंश को लगभग 5 पीढ़ियों (लगभग 2-3 दिन) तक सीमित कर देता है, जिसके बाद इसे बदलना पड़ता है ।
• कोई डार्विनियन विकास नहीं: SpudCell प्रोग्राम किए गए दोहराव का प्रदर्शन करती है लेकिन स्वायत्त रूप से उत्परिवर्तित (म्यूटेट), प्रतिस्पर्धा या विकसित नहीं कर सकती है। प्रत्येक चक्र बाहरी रूप से प्रदान किए गए कार्यक्रम का एक नियतात्मक निष्पादन है, न कि खुला-अंत विकास ।

जैसा कि अदमाला ने सीएनएन को बताया, SpudCell "एक बहुत ही नाजुक जीव है जो मुख्य रूप से उपभोग करने और कभी-कभी एक बेटी पैदा करने के लिए मौजूद है" ।

पीयर रिव्यू की स्थिति

यह शोध एक वैज्ञानिक पत्रिका में समीक्षा के अधीन है लेकिन इसने अभी तक पीयर रिव्यू पूरा नहीं किया है। टीम ने अपने काम का एक 190-पृष्ठ का प्रीप्रिंट खाता ऑनलाइन पोस्ट किया है। न्यूयॉर्क टाइम्स ने शोधकर्ताओं के हवाले से पुष्टि की कि पांडुलिपि समीक्षा के अधीन है । विशिष्ट पत्रिका का खुलासा नहीं किया गया है।

Biotic: सिंथेटिक कोशिकाओं के लिए एक ओपन-सोर्स भविष्य

SpudCell की घोषणा के साथ, शोधकर्ताओं ने Biotic (BIOTIC) का खुलासा किया - एक नव स्थापित अमेरिकी 501(c)(3) सार्वजनिक लाभ चैरिटी, जिसे केट अदमाला और स्टैनफोर्ड के सिंथेटिक जीवविज्ञानी ड्र्यू एंडी ने सह-स्थापित किया है ।

Biotic का मिशन बहुपक्षीय, ओपन-सोर्स आधार पर उभरती जैव प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाना है। मिनेसोटा विश्वविद्यालय के पास SpudCell का पेटेंट है, लेकिन उसने इसे विशेष रूप से Biotic को लाइसेंस दिया है, जो दुनिया भर के शोधकर्ताओं के लिए मौलिक तकनीक को स्वतंत्र रूप से उपलब्ध रखने के लिए संरचित है - जो मानव जीनोम परियोजना के दृष्टिकोण को दर्शाता है ।

यह क्यों मायने रखता है

SpudCell शुरू से एक जीवित कोशिका बनाने के लंबे समय से चले आ रहे लक्ष्य की दिशा में एक नाटकीय कदम का प्रतिनिधित्व करता है। यह जीवन की मूलभूत आवश्यकताओं के अध्ययन के लिए एक न्यूनतम मंच प्रदान करता है और अंततः चिकित्सा, जैव-निर्माण और रासायनिक उत्पादन में अनुप्रयोगों को सक्षम कर सकता है। जैसा कि अदमाला ने स्टार ट्रिब्यून को बताया, प्रेरणा "अर्थव्यवस्था को जैव-अर्थव्यवस्था में बदलने" की है, ताकि पेट्रोरसायनों के बिना रसायन बनाए जा सकें ।

लेकिन अभी के लिए, SpudCell एक सिद्धांत का प्रमाण है - अणुओं का एक नाजुक, अल्पकालिक समूह जो पहले बनाई गई किसी भी चीज़ की तुलना में जीवन की अधिक नकल करता है, लेकिन किसी भी मानक परिभाषा के अनुसार अभी तक जीवित नहीं है।