"Деякі люди вірили, що потрібна іскра для появи життя, бог або якась життєва сила. Але хіміки зробили це ", - говорить Ромесберг.
Синтетична біологія
Сучасна синтетична біологія народилася близько 15 років тому. Це сталося після об'єднання ідей і методів в інженерії, молекулярній біології, біотехнології та інших областях. Можливість секвенувати (розшифровувати) геноми стала більш швидкою і дешевою. І виникло відчуття, що через деякий час вчені зможуть не просто читати генетичний код. Але і використовувати ДНК для перепрограмування клітин за своїм бажанням. Так само, як біологи та хіміки попередніх поколінь з часом навчився синтезувати органічні молекули. Яких не існує в природі.
Частково процеси перепрограмування вже виконуються в деяких наукових лабораторіях. У 2014 році генетик Флойд Ромесберг і його колеги синтезували дві нові нуклеотидні «букви». Їх можна було інтегрувати з підставами ДНК A, T, G і C. Нові нуклеотиди відкривають нові можливості. ДНК зможе кодувати абсолютно нові білки, які зможуть виконувати нові функції.
У 2017 році, розмістивши ці неприродні літери в природному геномі, група Ромесберга створила нові амінокислоти і нові білки з потенційно можливим медичним застосуванням. Наприклад, синтетична варіація білка Інтерлейкін-2 демонструє перспективність як ліки від раку. Вона має набагато меншу кількість побічних ефектів. Компанія Synthorx нещодавно подала заявку на IPO в пошуках 100 мільйонів доларів для виробництва цього препарату.
Синтез геномів і життя з нуля
Створення напівсинтетичних геномів, що включають пару сотень штучних нуклеотидів у природному геномі, більш здійсненне, ніж створення повністю синтетичного організму, каже Ромесберг. Застосування подібних технологій на практиці може допомогти в розробці нових ефективних ферментів для миючих засобів, які зможуть протистояти сильному нагріву, або допомогти створити штучні замінники викопного палива.
Вчені прогнозують, що через десять або трохи більше років у нас з'явиться «дзеркальне життя». Буде створено організми, білки яких мають протилежні конфігурації. Це зробить їх несприйнятливими до вірусу, хижаків і ферментів.
Деякі групи вчених присвятили свою роботу вирішенню цікавого (і потенційно марного) завдання - створення життя з нуля. Спільна робота з відкритим вихідним кодом під назвою Build-A-Cell спрямована на створення абсолютно нової клітини, здатної до самовідтворення. Її створення стане можливою коли вчені зможуть зрозуміти, що саме робить кожен ген. Спочатку ця клітина, ймовірно, буде простим прокаріотом, схожим на бактерію.
До теперішнього часу дослідники досягли певного прогресу в синтезі окремих компонентів клітин. Включаючи рибосоми і мембрани. Але це лише перші кроки до кінцевої мети групи - створення життя з неживої матеріали, за словами вчених, вони все ще не знають способу об'єднати всі ці підсистеми в одне ціле.
Революція в медицині
Паралельно з цим Джордж Черч, генетик з Гарварду і Массачусетського технологічного інституту, заснував проект Genome Project-Write (GP-Write). Це міжнародний проект зі співпраці в розробці технологій синтезу великих геномів. У тому числі геномів рослин і людей. Учасники проекту вважають, що впровадження нових геномів в існуючі клітини та організми зробить революцію в медицині та сільському господарстві. Такі технології створять клітини, що мають імунітет до раку і вірусів. Або будуть отримані сільськогосподарські культури, стійких до шкідників. На зустрічі в травні співробітники GP-Write обговорили поточні проекти, такі як спроба створити подібні клітини шляхом перекодування ділянок ДНК, на які віруси покладаються при своєму відтворенні.
Чорч і його колега з NYU Langone Health вважають, що замінивши приблизно один відсоток геному в клітинній лінії людини, вони можуть створити основу для виробництва нових вакцин і ліків. Вони також хочуть модифікувати свиней, щоб зробити їх несприйнятливими до хвороб. І вирощувати стійкі до вірусів органи, які є надбезпековими для пересадки людям.
Перші випробування з пересадки органів свиней приматам вже почалися. Але, за оцінками Черча, стійкі до вірусів клітини свині з'являться не раніше ніж через десять років.
На даний момент часу прагнення до створення штучного життя, навіть просто для того, щоб розуміти, що це, в принципі, можливо, вимагає здорової дози зарозумілості і рівної дози скромності. Ми досі толком не розуміємо, як організми керують своїм виживанням. У центрі уваги дослідників як і раніше залишається таємниця - як саме ланцюжок ДНК координує розмноження, еволюцію і загибель живої клітини? І які можливості біології для розуміння сенсу цих процесів? Відповіді навряд чи з'являться найближчим часом. І в певному сенсі це добре. Було б трохи лякаюче, якби створення штучного життя виявилося легкою справою.
