Одной из главных характеристик жизни считается способность к самовоспроизводству. Неудивительно, что специалисты по синтетической биологии пытаются скопировать ее при создании искусственных систем, имитирующих живые.

Значительного прогресса в этом направлении добились ученые из Института Биохимии Общества Макса Планка, о работе которых рассказывает Eurek Alert. Команда впервые смогла сконструировать в пробирке систему, одновременно способную к копированию ДНК и синтезу белков.

Исследователи оптимизировали систему экспрессии генов, что позволило синтетическому геному, состоящему из одиннадцати кольцевых фрагментов, производить ферменты из группы ДНК-полимераз. Именно эти молекулы играют важнейшую роль в репликации — удвоении ДНК.

Благодаря улучшенным настройкам система оказалась способна копировать даже относительно длинные геномы, состоящие из более чем 116 000 пар оснований. Такой размер генома характерен для самых простых живых клеток.

Синтезированные учеными геномы содержат «инструкции» для производства целого ряда белков, а не только полимераз. Среди них около 30 факторов трансляции, позаимствованных у кишечной палочки Escherischia coli. Эти молекулы помогают системе создавать другие белки. Воспользовавшись методом масс-спектрометрии, члены команды доказали, что система действительно самостоятельно производит факторы трансляции и копирует ДНК.

Теперь ученые планируют расширить искусственный геном дополнительными фрагментами ДНК, а также окружить его оболочкой, имитирующей мембрану клетки. Это позволит в будущем создавать полноценные искусственные клетки для синтеза определенных веществ или проведения более сложных биологических экспериментов.

Специалисты из США внедрили в живую клетку совершенно новый сигнальный путь, воспользовавшись вакантными взаимодействиями. Это открывает дорогу к созданию бактериальных датчиков и новых методов лечения.