US-Forscher entwickeln erste synthetische Zelle mit vollständigem Lebenszyklus
Ein US-amerikanisches Forscherteam hat ein synthetisches Zellsystem namens SpudCell entwickelt, das wachsen, Nährstoffe aufnehmen und sich unabhängig teilen kann.
Wissenschaftler der University of Minnesota haben ein synthetisches Zellsystem namens SpudCell entwickelt, das einen vollständigen Lebenszyklus durchlaufen kann. Dies ist das erste Mal, dass eine Zelle aus nicht-lebenden chemischen Komponenten konstruiert wurde, die wachsen, Nährstoffe aufnehmen, ihr genetisches Material replizieren und sich an die nächste Generation teilen kann.
Das SpudCell-System integriert mehrere zelluläre Funktionen in einer einzigen konstruierten Einheit und zeigt, dass grundlegende zelluläre Prozesse durch chemische Ingenieurwissenschaften ohne Rückgriff auf natürliche Lebensformen erreicht werden können. Das Genom des Systems ist bemerkenswert klein und misst etwa 90 Kilobasen, was deutlich unter den zuvor geschätzten minimalen Genomgrößen für lebensfähige Zellen liegt.
Experimente zeigten, dass SpudCell durch Fusion mit nährstoffhaltigen Liposomen wachsen konnte. Es entwickelte auch eine Methode zur Teilung ohne Zytoskelett, indem es mechanische Spannungen nutzte, die durch Proteinansammlungen auf seiner Membran erzeugt wurden. Die Studie beobachtete adaptive Mutationen, wobei schneller wachsende Zellen langsamere in der Population verdrängten, was auf evolutionäre Dynamiken innerhalb des chemischen Systems hindeutet.
Trotz dieser Leistung betonen die Forscher, dass SpudCell keine voll funktionsfähige oder lebende Zelle ist, mit einem primitiven Stoffwechsel und der Unfähigkeit, Ribosomen zu synthetisieren. Das Team hat Biotic, eine gemeinnützige Forschungsorganisation, gegründet, um die offene Zusammenarbeit bei der Entwicklung synthetischer Zellen zu fördern. SpudCell befindet sich noch im Laborstadium, und praktische Anwendungen erfordern erhebliche weitere Forschung zur Verbesserung der genomischen Stabilität und Funktionalität.