Разблокируйте дайджест редактора бесплатно
Рула Халаф, редактор FT, выбирает свои любимые истории для этого еженедельного информационного бюллетеня.
Европейские ученые начали работу над проектом по созданию простых форм жизни с нуля в лаборатории, используя теоретические и экспериментальные достижения в быстро развивающейся области синтетической биологии.
Начав с неодушевленных химических веществ, исследователи стремятся создать метаболически активные клетки, которые растут, делятся и демонстрируют «дарвиновскую эволюцию» в течение шести лет.
Проект MiniLife стоимостью 13 миллионов евро, финансируемый Европейским исследовательским советом и в котором участвуют биологи и химики из нескольких университетов, может стать первым в мире проектом, достигшим минимальных критериев для синтетической живой системы.
«Успех станет знаковым достижением в фундаментальной науке», — сказал Эёрс Сатмари, директор Центра концептуальных основ науки при Фонде Парменида в Германии, который является главным исследователем гранта ERC. «Создание живых систем заново — давняя мечта человечества».
Джон Сазерленд, который занимается химией ранней жизни в Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже, сказал, что проект присоединяется к растущим во всем мире усилиям по «созданию минимальных живых систем».
Сазерленд, который не участвует в проекте MiniLife, добавил: «Это вызвано постоянным желанием понять, как жизнь зародилась на Земле и могла ли она возникнуть где-то еще в наблюдаемой Вселенной».
Другие исследователи искусственной жизни работают с известными строительными блоками жизни на Земле, особенно с нуклеотидами, которые составляют рибонуклеиновую кислоту. Проект ERC, напротив, действительно стремится начать с нуля, без использования молекул, которые сами по себе являются продуктами эволюции.
«Мы абстрагируемся от известных форм жизни, потому что они являются высокоразвитыми существами, — сказал Сатмари, — и упрощаем, чтобы прийти к минималистической формулировке».
Исследователи MiniLife оценивают четыре системы, которые по отдельности или в сочетании могут стать основой минимальной жизни. Все они являются «автокаталитическими», что является свойством, необходимым для самовоспроизведения, при котором химическая реакция катализируется ее собственными продуктами.
Одним из кандидатов является формозная реакция. Этот процесс, открытый в 19 веке, превращает чрезвычайно простое химическое вещество формальдегид во все более разнообразную и сложную серию молекул сахара. Поскольку в реакцию подается формальдегид, поведение капель зависит от состава сахаров внутри них.
«Некоторые растут быстрее и делятся быстрее, чем другие», — сказал Эндрю Гриффитс, исследователь MiniLife в Высшей школе физики и промышленной химии в Париже. «В конечном итоге мы приходим к появлению чего-то эквивалентного приспособленности в биологии, например смеси медленнорастущих и быстрорастущих бактерий, но в очень простой химической системе».
Система, основанная на формозах, должна быть способна демонстрировать надежную наследственность — передачу приобретенных характеристик от одного поколения к другому — возможно, в сочетании с одной из других оцениваемых систем.
Шестилетний срок является амбициозным, сказал Гриффитс, который с оптимизмом смотрит на то, что проект сможет «продемонстрировать элементарную дарвиновскую эволюцию». Как минимум, это будет включать в себя систему, которая может переключаться между двумя наследственными состояниями в разных средах, аналогично знаменитой перцовой бабочке, крылья которой белые в чистой среде и черные, когда она живет в загрязненных местах с темной поверхностью.
Сийбрен Отто, профессор системной химии Гронингенского университета и еще один член команды MiniLife, сказал, что его основной мотивацией было «увлечение природой и происхождением жизни». Хотя молекулы, которые мы создадим, вероятно, не будут теми, из которых жизнь зародилась на пребиотической Земле 3,8 миллиарда лет назад, механизмы, которые мы надеемся раскрыть, будут очень важны для понимания того, что произошло тогда».
В прошлом месяце международная группа исследователей предупредила о «беспрецедентных рисках», связанных с другой областью синтетической биологии. Они заявили, что «зеркальная жизнь» — искусственные бактерии, являющиеся структурными отражениями природных микробов — может подавить защиту людей, других животных и растений.
Отвечая на вопрос о безопасности проекта MiniLife, Отто сказал, что его творения «крайне маловероятно будут иметь какую-либо жизнеспособность вне строго контролируемых лабораторных условий» и не представляют никакого возможного риска для общественности.
Тем не менее, команда работает с экспертами над разработкой этической основы исследования. «Сейчас самое время задуматься о том, к чему, скорее всего, приведут исследования», — сказал Отто.
