Nieuwe doorbraak: leven creëren met vereenvoudigde synthetische cellen en innovatieve energieomzettingstechnieken

AmsterdamBert Poolman is professor biochemie aan de Rijksuniversiteit Groningen. Al meer dan twintig jaar onderzoekt hij een belangrijke wetenschappelijke kwestie: hoe vormen niet-levende moleculen een levende cel? Hij richt zijn onderzoek op het creëren van eenvoudige synthetische versies van biologische systemen. Deze systemen worden gebruikt als bouwstenen voor een kunstmatige cel, wat ons helpt om de fundamentele processen van het leven te begrijpen. Poolmans meest recente studies brengen nieuwe inzichten in hoe synthetische cellen energie omzetten en voedingsstoffen verwerken.

Het onderzoek richt zich op het nabootsen van de hoofdfuncties van mitochondriën, die energie voor de cel produceren. Het team van Poolman ontwierp een nieuw energieomzetsysteem met slechts vijf componenten, in plaats van de vele onderdelen in echte mitochondriën. Deze componenten worden geplaatst in kleine containers die fungeren als eenvoudige cellen. De containers zetten ADP om in ATP met behulp van arginine, wat een eenvoudige maar effectieve manier toont om energie te creëren. Dit proces is vergelijkbaar met hoe cellen van nature werken om groei, deling en belangrijke chemische reacties te ondersteunen.

• Eenvoudigere energieomzetting met behulp van vijf kernonderdelen.
• Kunstmatige blaasjes bootsen celprocessen na voor de productie van ATP.
• Gebruik van een enkele voedingsstof, arginine, voor energie, in tegenstelling tot de diverse natuurlijke bronnen.

Lees ook:

Vandaag · 04:07

Astrofysicus onthult theorie achter mysterieuze 'zebra'-signalen van Crabnevelpulsar

Poolmans tweede ontdekking is een kunstmatig systeem dat voedingsstoffen in kleine structuren genaamd vesikels kan transporteren met behulp van elektrische energie. Dit proces komt normaal gesproken voor in levende cellen, maar hier wordt het bereikt met slechts twee componenten. Aanvankelijk transporteerde het systeem een suiker genaamd lactose. Om aan te tonen dat het systeem voedingsstoffen kon omzetten, voegde Poolman drie enzymen toe, waardoor het mogelijk werd om NADH te produceren, een molecuul dat essentieel is voor energie en stofwisseling in cellen.

Het doel is om energie- en voedingssystemen te combineren in een synthetische cel die zelfstandig kan groeien en delen. Het BaSyc-project boekt hier vooruitgang in, net zoals er aanzienlijke financiering is voor het EVOLF-project. Deze inspanning is gericht op het verzamelen van niet-levende modules en het onderzoeken van de mogelijkheden van synthetische cellen in de komende tien jaar. Dit onderzoek kan ons helpen begrijpen hoe moleculaire onderdelen samenkomen om levende cellen te vormen, met mogelijke toepassingen in diverse wetenschappelijke disciplines. Door deze processen grondig te bestuderen, kunnen we diepgaande inzichten verkrijgen in hoe leven ontstaat en wat de fundamentele aard en oorsprong ervan zijn.