과학자들은 Bristol 대학의 연구원을 기반으로 살아있는 합성 세포를 만듭니다. 에너지 생성 및 유전자 발현을 포함하여 살아있는 세포의 여러 핵심 기능을 수행하는 시스템을 개발함으로써 합성 생물학 분야에서 큰 진전을 이루었습니다.
그들의 조작된 세포는 생후 첫 48시간 이내에 구형에서 보다 자연스러운 아메바와 같은 모양으로 변형되기까지 했으며, 이는 원형 세포골격 필라멘트가 장기간에 걸쳐 작동했음을 나타냅니다(또는 연구자들이 말했듯이 구조적으로 역동적임).
우리가 살아 있다고 생각할 수 있는 것과 유사한 것을 만드는 것은 매우 어려운 작업입니다. 가장 단순한 유기체조차도 성장과 번식을 위한 믿을 수 없을 정도로 복잡한 메커니즘을 포함하는 수많은 생화학적 작업에 의존한다는 사실 때문에 더욱 그렇습니다.
과학자들은 이전에 인공 세포가 유전자 발현, 효소 촉매 작용 또는 리보자임 활성과 같은 단일 기능을 수행하도록 하는 데 중점을 두었습니다.
과학자들이 생명을 보다 가깝게 모방할 수 있는 인공 세포를 개별적으로 만들고 프로그래밍하는 비밀을 풀면 제조에서 의학에 이르기까지 모든 분야에서 수많은 가능성이 열릴 수 있습니다.
일부는 세포 자체를 재설계하는 데 초점을 맞추는 반면 다른 일부는 기존 세포를 조각으로 잘라 상대적으로 새로운 것으로 재설계할 수 있는 방법을 찾고 있습니다.
이 상향식 생명공학 위업을 달성하기 위해 연구자들은 두 개의 박테리아 콜로니인 Escherichia coli와 Pseudomonas aeruginosa를 사용했습니다.
이 두 박테리아는 점성 액체에서 빈 미세 방울과 혼합되었습니다. 한 개체군은 액적 내부에 포착되었고 다른 개체군은 액적 표면에 포착되었습니다.
그런 다음 과학자들은 리소자임(효소)과 멜리틴(봉독에서 추출한 폴리펩타이드)에 콜로니를 담가 박테리아의 막을 절단했습니다.
박테리아는 내용물을 뱉어내고 물방울에 포착되어 막으로 덮인 원형 세포를 만듭니다.
그런 다음 과학자들은 세포가 해당과정을 통한 에너지 저장 분자 ATP의 생산, 유전자의 전사 및 번역과 같은 복잡한 처리 능력이 있음을 입증했습니다.
이 연구의 첫 번째 저자인 화학자 Can Xu는 살아있는 재료의 조립에 대한 우리의 접근 방식을 통해 공생하는 살아있는/합성 세포 구조를 아래에서 위로 만드는 것이 가능하다고 말했습니다.
예를 들어, 조작된 박테리아는 합성 생물학의 진단 및 치료 영역은 물론 일반적으로 생물제조 및 생명공학 분야의 개발을 위한 복잡한 모듈을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
미래에 이러한 종류의 합성 전지 기술은 바이오 연료 및 식품 산업을 위한 에탄올 생산을 개선하는 데 사용될 수 있습니다.
기초 생물학의 고급 모델에 기반한 지식과 결합하면 일부 구조를 혼합하고 일치시키는 동시에 완전히 새로운 시스템을 개발하기 위해 다른 구조를 완전히 재설계할 수 있습니다.
인공 세포는 황산염 환원 박테리아처럼 광합성이나 화학 물질로부터 에너지를 생성하도록 프로그래밍할 수 있습니다.
우리는 방법론이 높은 수준의 프로그래밍 가능성에 응답할 것으로 기대한다고 연구원들은 말합니다.
발견에 대한 기사는 Nature.ve 박테리아 저널에 게재되었습니다.
2022-09-20 11:06:47
작가: Vitalii Babkin