Nowe badania nad budową życia: uproszczone komórki syntetyczne i tajemnice energii życiowej

WarsawBert Poolman jest profesorem biochemii na Uniwersytecie w Groningen. Od ponad dwudziestu lat pracuje nad rozwiązaniem kluczowego pytania naukowego: jak nieożywione cząsteczki łączą się, by stworzyć żywą komórkę? Jego badania skupiają się na tworzeniu prostych syntetycznych wersji systemów biologicznych. Te systemy działają jako elementy do budowy komórki syntetycznej, co pomaga nam zrozumieć podstawowe procesy życiowe. Najnowsze prace Poolmana wprowadzają nowe pomysły dotyczące przekształcania energii i przetwarzania składników odżywczych w komórkach syntetycznych.

Badania koncentrują się na odwzorowaniu kluczowych funkcji mitochondriów, które dostarczają komórce energii. Zespół Poolmana opracował nowy system konwersji energii z wykorzystaniem zaledwie pięciu elementów, w przeciwieństwie do skomplikowanej struktury prawdziwych mitochondriów. Te elementy umieszczono w małych pojemnikach działających jak podstawowe komórki. Pojemniki przekształcają ADP w ATP przy użyciu argininy, co demonstruje prosty, lecz skuteczny sposób wytwarzania energii. Proces ten przypomina naturalne mechanizmy komórkowe, wspierające wzrost, podział oraz istotne reakcje chemiczne.

• Uproszczone przekształcanie energii z wykorzystaniem pięciu kluczowych elementów.
• Sztuczne pęcherzyki naśladują procesy komórkowe w celu produkcji ATP.
• Pojedynczy składnik odżywczy, arginina, służy do pozyskiwania energii, w przeciwieństwie do różnorodnych naturalnych źródeł.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:07

Naukowiec odkrywa tajemnicę sygnału "zebra" z pulsara w Mgławicy Krab

Odkrycie Poolmana obejmuje sztuczny system, który umożliwia transportowanie składników odżywczych do małych struktur zwanych pęcherzykami, z wykorzystaniem energii elektrycznej. Taki proces jest typowy dla komórek żywych organizmów, lecz tutaj odbywa się przy użyciu zaledwie dwóch elementów. Na początku system przemieszczał cukier o nazwie laktoza. Aby udowodnić zdolność przekształcania składników odżywczych, Poolman dodał trzy enzymy, co pozwoliło na produkcję NADH – cząsteczki niezbędnej dla energii i metabolizmu komórkowego.

Celem jest połączenie systemów energetycznych i odżywczych w syntetyczną komórkę, która będzie zdolna do samodzielnego wzrostu i podziału. Projekt BaSyc zmierza w tym kierunku, wspierany znaczącym finansowaniem dla projektu EVOLF. Działanie to ma na celu zebranie modułów nieożywionych oraz zbadanie potencjału syntetycznych komórek w przeciągu najbliższych dziesięciu lat. Badania te mogą pomóc w zrozumieniu, jak elementy molekularne łączą się w żywe komórki, co może mieć zastosowanie w różnych dziedzinach nauki. Szczegółowe badanie tych procesów pozwoli na zdobycie cennych informacji na temat tworzenia życia, jego podstawowej natury i pochodzenia.