新しい研究: シンプルな合成細胞で生命の秘密を解明する試み

Tokyoフローニンゲン大学の生化学教授であるバート・プールマンは、無生物の分子がどのように集合して生きた細胞を形成するかという重要な科学の問いに、20年以上にもわたって取り組んでいます。彼の研究は、生物学的システムの簡単な合成バージョンの作成に焦点を当てています。これらのシステムは、生命の基本的なプロセスを理解するための合成細胞の構築要素として機能します。プールマンの最新の研究では、合成細胞がエネルギーを変換し、栄養を処理する新しい方法を示しています。

研究では、細胞内でエネルギーを生産するミトコンドリアの主要な機能を模倣することに焦点を当てています。プールマンのチームは本物のミトコンドリアの多くの部品の代わりに、たった5つの部品だけで動作する新しいエネルギー変換システムを設計しました。この部品は基本的な細胞のように機能する小さな容器の中に配置されます。その容器はアルギニンを利用してADPをATPに変換し、シンプルで効果的なエネルギー生成方法を示しています。このプロセスは、細胞が成長や分裂、重要な化学反応を支える自然な働きに似ています。

• 5つの主要な要素を使用して、エネルギー変換を簡素化。
• 人工小胞体が細胞のATP生成のプロセスを模倣。
• エネルギー源として唯一の栄養素アルギニンを使用し、多様な自然の供給源とは異なる。

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プールマンの第二の発見は、小さな構造である小胞に栄養素を電気エネルギーを使って移動させる人工システムです。このプロセスは通常、生きた細胞で見られますが、ここではわずか2つの部分で実現されています。最初、このシステムはラクトースという糖を移動させました。さらに、栄養素を変換できることを示すために、プールマンは3つの酵素を追加して、細胞のエネルギーと代謝に不可欠な分子であるNADHを生成できるようにしました。

エネルギーと栄養素のシステムを統合して、自ら成長し分裂できる合成細胞を作り出すことが目指されています。BaSycプロジェクトはこの目標に向けて進んでおり、EVOLFプロジェクトに対する大規模な資金も提供されています。この取り組みでは、非生物的なモジュールを集め、今後10年で合成細胞の可能性を探求することが目的です。この研究は分子パーツが結合して生物細胞を形成する過程を理解し、様々な科学分野での応用が期待されています。こうしたプロセスを詳細に研究することで、生命の創造、人々の根本的な性質、起源について深い洞察を得ることができます。