پژوهشگران اعلام کردهاند برای نخستین بار موفق شدهاند یک سلول مصنوعی را بهطور کامل از اجزای غیرزنده و از صفر بسازند؛ سلولی که نهتنها قادر به رشد است، بلکه میتواند DNA خود را تکثیر کرده و تقسیم سلولی را نیز انجام دهد. این دستاورد، یکی از مهمترین پیشرفتهای سالهای اخیر در حوزه زیستشناسی مصنوعی (Synthetic Biology) به شمار میرود و میتواند مسیر تحقیقات درباره منشأ حیات و تولید زیستی داروها را متحول کند.
پروژه SpudCell؛ سلولی که «ساخته شده» نه «متولد»
این پروژه که SpudCell نام دارد، توسط پژوهشگران دانشگاه مینهسوتا توسعه یافته است. برخلاف سلولهای مصنوعی قبلی که بر پایه تغییر سلولهای زنده ساخته میشدند، SpudCell بهطور کامل از مواد شیمیایی غیرزنده، غشاهای لیپیدی و DNA سنتزشده در آزمایشگاه ساخته شده است.
به گفته پژوهشگران، این نخستین بار است که یک سلول ساختهشده از صفر میتواند چرخهای شبیه به حیات را طی کند؛ از جذب مواد اولیه و تولید پروتئین گرفته تا تکثیر DNA و تقسیم سلولی. البته این سلول هنوز به محیط آزمایشگاهی وابسته است و نمیتواند مانند موجودات زنده بهصورت مستقل به حیات خود ادامه دهد.
ژنومی کوچکتر از انتظار
یکی از نکات جالب این پروژه، اندازه بسیار کوچک ژنوم SpudCell است. این سلول تنها حدود ۹۰ هزار جفتباز (kbp) DNA دارد؛ در حالی که پیشتر دانشمندان تصور میکردند برای عملکرد یک سلول حداقل به حدود ۱۱۳ هزار جفتباز نیاز است.
این یافته میتواند دیدگاه دانشمندان درباره حداقل اطلاعات ژنتیکی موردنیاز برای شکلگیری حیات را تغییر دهد و به درک بهتر از نخستین سلولهای زمین کمک کند.
آیا دانشمندان حیات خلق کردهاند؟
پاسخ کوتاه خیر است.
با وجود اینکه SpudCell بسیاری از رفتارهای یک سلول زنده را تقلید میکند، اما هنوز یک موجود زنده مستقل محسوب نمیشود. این سلول برای انجام فعالیتهای خود به مواد، آنزیمها و ریبوزومهایی که از بیرون در اختیارش قرار میگیرد وابسته است و پس از چند نسل نیز از بین میرود. بنابراین، دانشمندان هنوز موفق به خلق حیات کامل نشدهاند، بلکه گامی بسیار مهم به آن نزدیکتر شدهاند.
این فناوری چه کاربردی خواهد داشت؟
محققان معتقدند سلولهای مصنوعی در آینده میتوانند کاربردهای گستردهای داشته باشند، از جمله:
- تولید داروهای پیچیده با هزینه کمتر
- ساخت مواد زیستی و سوختهای پاک
- تولید آنزیمهای صنعتی
- مطالعه منشأ حیات روی زمین
- توسعه کارخانههای زیستی برای تولید مواد شیمیایی سازگار با محیط زیست
پژوهشگران همچنین مؤسسهای غیرانتفاعی با نام Biotic راهاندازی کردهاند تا توسعه این فناوری بهصورت شفاف و متنباز ادامه پیدا کند و محققان بیشتری بتوانند روی آن کار کنند.
هنوز این پژوهش داوری علمی نشده است
با وجود اهمیت این دستاورد، پژوهش هنوز در یک مجله علمی منتشر و داوری همتا (Peer Review) نشده است. نتایج فعلاً توسط تیم تحقیقاتی منتشر شده و پیش از پذیرش نهایی، باید توسط سایر دانشمندان بررسی و تأیید شود.
ساخت سلولی که بتواند چرخهای شبیه حیات را تنها با استفاده از مواد غیرزنده طی کند، یکی از مهمترین دستاوردهای زیستشناسی مصنوعی در سالهای اخیر محسوب میشود. هرچند این فناوری هنوز با خلق یک موجود زنده مستقل فاصله دارد، اما نشان میدهد بسیاری از فرآیندهایی که پیشتر منحصراً به موجودات زنده نسبت داده میشد، قابل بازسازی در آزمایشگاه هستند.
در صورت ادامه موفقیت این تحقیقات، در آینده میتوان از سلولهای مصنوعی برای تولید داروهای پیشرفته، ساخت مواد زیستی جدید و حتی بررسی نحوه شکلگیری نخستین اشکال حیات روی زمین استفاده کرد. البته همزمان، توسعه چنین فناوریهایی نیازمند چارچوبهای اخلاقی و نظارتی دقیق خواهد بود تا از سوءاستفادههای احتمالی جلوگیری شود.
SpudCell هنوز «حیات مصنوعی» به معنای کامل نیست، اما بدون تردید یکی از بزرگترین گامها در مسیر رسیدن به آن محسوب میشود. اگر این نتایج در فرآیند داوری علمی نیز تأیید شوند، میتوان انتظار داشت که زیستشناسی مصنوعی وارد مرحلهای کاملاً جدید شود.
منابع
- ScienceAlert
- Nature
- The Guardian
- Financial Times
