연구원들은 실험실에서 만든 DNA를 사용하여 접시에서 먹이를 주고, 성장하고, 번식하는 작고 떨리는 덩어리를 만든 후 처음부터 생명을 창조하는 데 한 걸음 더 가까워졌다고 주장합니다.

인공세포는 화학적 화합물로 만들어졌으며, 다음 세대를 생산하기 위한 성장, 유전적 재생산, 분열의 완전한 세포주기를 최초로 보여준 것으로 여겨진다.

이 연구는 의약품, 식품, 연료 및 기타 재료를 생산하도록 설계 및 제조된 인공 유기체를 만드는 가능성을 높입니다. 그러나 그것은 또한 무생물의 특정한 집합체가 어떻게 생명의 문턱을 넘는가에 대한 심오한 질문을 밝혀줄 수도 있습니다.

미네소타 대학에서 연구를 주도한 케이트 아다말라(Kate Adamala) 박사는 “자연 세포만큼 강력하거나 빠르거나 대부분의 기능이 좋지는 않지만 분자가 지금까지 정상적인 살아있는 세포와만 연관되어 있던 행동을 바꿀 수 있다는 원리에 대한 증거입니다. 생물학을 엔지니어링하려면 청사진과 그 모든 요소를 ​​정확히 이해해야 하며 이를 통해 우리가 무엇을 바꾸고 있는지 알 수 있습니다.”라고 말했습니다.

과학자들은 수십 년 동안 인공 생명체를 창조하려고 노력해 왔습니다. 2010년, 유전학의 선구자인 크레이그 벤터(Craig Venter)는 염소에게 유방염을 일으키는 박테리아를 기반으로 유기체를 만들었습니다. 다른 사람들도 비슷한 업적을 달성했습니다.

Adamala의 팀은 자연 세포를 수정하는 대신 SpudCells를 바닥부터 구축하여 각 구성 요소가 알려지고 이해되도록 했습니다. 그들은 직경이 수천분의 1mm인 리포솜이라고 불리는 물로 채워진 작은 구체로 시작하여 기본적인 기능을 제공하기 위해 소량의 합성 DNA를 추가했습니다. Adamala는 스푸트니크와 우주 시대의 여명을 연상시키기 위해 SpudCells라고 부르지만 그것이 유일한 이유는 아닙니다. “저는 폴란드 사람이에요.” 그녀가 말했습니다. “저는 주로 감자로 만들어졌어요.”

SpudCells는 살아있는 세포가 영양분으로 만드는 주요 에너지 운반 분자인 ATP와 같은 생화학 물질로 채워진 액체에서만 작동합니다. 성장하기 위해 SpudCells는 체액에서 발견되는 작은 “영양소” 리포솜과 융합됩니다. 여기에는 SpudCell이 단백질을 만드는 데 필요한 리보솜이라는 분자, 효소 및 미세한 구조가 포함되어 있습니다. SpudCell 게놈에는 게놈 복사 및 분할에 대한 추가 지침이 포함되어 있습니다.

적자생존이라는 진화적 개념을 모방하기 위해 연구자들은 유전적 성장 이점을 지닌 SpudCell이 어떻게 원래의 SpudCell보다 더 커지면서 인구 전체에 퍼지는지를 보여주었습니다. Imperial College London의 Tom Ellis 교수는 이 연구가 “아마도 최근 이 분야에서 가장 큰 성과”라고 말했습니다.

“인공 세포를 만드는 것은 생명체의 최소 요구 사항과 화학에서 생명이 어떻게 탄생했는지 이해하는 데 도움이 됩니다.”라고 Ellis는 말했습니다. “또한 생물학적 회로와 세포 생명의 컴퓨터 모델을 테스트하기 위한 완전히 이해된 시스템을 제공하기 때문에 유용합니다.”

SpudCell의 분열을 지켜보는 것은 정말 놀라운 일이었다고 Adamala는 말했습니다. “그것은 내가 본 것 중 가장 아름다운 이미지 중 하나입니다. 하지만 분명히 제가 편견을 갖고 있는 것은 사실입니다. 대부분의 사람들에게 현미경으로 보면 별 것 아닌 것처럼 보입니다… 거품입니다.” 그녀는 SpudCell이 살아있는 것이 아니지만, 생명이 만들어질 수 있는 구조가 될 수 있다고 덧붙였습니다.

Adamala의 경우, 이 연구는 인공 세포가 살아있는 세포처럼 행동할 수 있다는 원리를 증명한 것입니다. 그러나 그것은 살아있는 세포의 용량에 가깝지 않습니다. SpudCell은 담겨 있는 액체에 존재하는 재료와 구성 요소에 전적으로 의존합니다. 그들은 스스로 단백질을 만드는 기계를 만들거나 신진대사를 조절하거나 폐기물을 제거할 수 없습니다. 분열할 때 종종 잘못된 양의 DNA를 전달합니다. 몇 세대 후에 나옵니다.

Adamala와 다른 사람들은 글로벌 전문 지식을 모으고 SpudCell을 구축하여 더욱 인상적인 것으로 바꾸기 위해 Biotic이라는 재단을 시작하고 있습니다. 공동 창립자인 스탠포드 대학의 생명공학자인 드류 엔데(Drew Ende) 교수에 따르면, 목표는 유전자와 생화학으로 구성된 “생명을 위한 운영 체제”를 구축하는 것입니다. 이 연구는 동료 검토 전에 사전 인쇄로 공개되어 다른 실험실에서 지체 없이 작업을 조사할 수 있었습니다.

철학자이자 엑서터 대학교 생명과학 연구 센터 설립자인 존 듀프리(John Dupree) 교수는 그러한 인공 세포의 타당성과 그것이 변형된 박테리아 세포보다 의약품, 식품, 연료 및 재료를 만드는 데 더 효과적인지에 대해 궁금해했습니다. 그는 그것이 우리에게 인생에 대해서도 많은 것을 말해주지 못할 수도 있다고 덧붙였습니다. 그는 덧붙였습니다. “이것은 물리적 물체에 생명을 불어넣는 화학 물질 외에 비물질 물질이 있다고 믿는 사람들에 대한 설득력 있는 주장을 제공할 수 있습니다. 그러나 지금은 그것을 믿는 과학자가 거의 없습니다.”

“우리가 놓치고 있는 것은 생명이 거의 보편적으로 공생한다는 인식이 점점 커지면서 명백해진 생명의 관계적 측면이라고 생각합니다.”라고 그는 덧붙였습니다. “인공 세포가 가치 있는 화학 물질을 생산하는 데만 사용된다면 이러한 관계적 측면은 없을 수도 있지만 실제 살아있는 유기체의 가장 흥미로운 측면 중 하나가 될 것입니다.”