Nytt genombrott: skapa liv från icke-liv med förenklade syntetiska celler och energisystem

StockholmBert Poolman är professor i biokemi vid universitetet i Groningen. I över tjugo år har han forskat kring en viktig vetenskaplig fråga: hur kan livlösa molekyler samverka för att bilda en levande cell? Hans arbete fokuserar på att skapa enkla syntetiska versioner av biologiska system. Dessa system fungerar som komponenter för att bygga en syntetisk cell, vilket hjälper oss att förstå livets grundläggande processer. Poolmans senaste studier introducerar nya koncept för hur syntetiska celler omvandlar energi och bearbetar näringsämnen.

Forskarna undersöker hur man kan efterlikna de huvudsakliga funktionerna hos mitokondrier, som genererar energi för cellen. Poolmans team har utformat ett nytt energikonverteringssystem med endast fem delar, i kontrast till de många i riktiga mitokondrier. Dessa delar placeras i små behållare som fungerar som enkla celler. I dessa behållare omvandlas ADP till ATP med hjälp av arginin, vilket demonstrerar ett enkelt men effektivt sätt att producera energi. Detta förfarande liknar cellers naturliga processer för att stödja tillväxt, delning och viktiga kemiska reaktioner.

• Energikonvertering förenklas med fem grundläggande komponenter.
• Konstgjorda vesiklar imiterar cellprocesser för produktion av ATP.
• Bara en näringskälla, arginin, används för energi, till skillnad från flera naturliga källor.

Läs också:

Idag · 02:01

Omvandlande CO2-fångst: användning av värme för renare industri och hållbara lösningar

Poolmans andra upptäckt är ett konstgjort system som använder elektrisk energi för att transportera näringsämnen in i små strukturer kallade vesiklar. Denna process är vanligtvis något som sker i levande celler, men här utförs det med bara två komponenter. Ursprungligen transporterade systemet sockerarten laktos. För att demonstrera systemets förmåga att omvandla näringsämnen, lade Poolman till tre enzymer vilket möjliggjorde produktionen av NADH, en molekyl som är avgörande för energi och metabolism i celler.

Målet är att sammanföra energi- och näringssystem till en syntetisk cell som kan växa och dela sig på egen hand. BaSyc-projektet gör framsteg mot detta mål, tillsammans med betydande finansiering för EVOLF-projektet. Denna satsning syftar till att samla icke-levande moduler och undersöka syntetiska cellers potential under de kommande tio åren. Denna forskning kan hjälpa oss att förstå hur molekylära delar förenas för att bilda levande celler, med möjliga användningsområden inom olika vetenskapliga fält. Att studera dessa processer i detalj kan ge oss djupa insikter i hur liv kan skapas och dess grundläggande natur och ursprung.