Et team av forskere fra hele Asia har lansert et ambisiøst prosjekt for å skape kunstige levende celler av ikke-levende materialer i løpet av det neste tiåret.
Hvis den lykkes, kan innsatsen forvandle biologi, medisin og bioteknologi samtidig som den hjelper forskere med å besvare et av menneskehetens største spørsmål: Hva er liv?
Les: Nytt solcelledrevet avsaltingssystem kan produsere drikkevann uten skadelig avfall
Prosjektet ledes av forskere fra Shenzhen Institute of Advanced Technology ved Chinese Academy of Sciences og involverer mer enn 100 forskere fra Kina, Japan, Sør-Korea, Singapore, Thailand og Malaysia.
Deres veikart for å nå dette målet ble nylig publisert i Nature Biotechnology.
Forskerne jobber mot en bemerkelsesverdig utfordring: å bygge en syntetisk celle utelukkende av grunnleggende biologiske komponenter som fett, proteiner, DNA og andre molekyler.
I motsetning til eksisterende levende celler, som utviklet seg naturlig over milliarder av år, ble disse cellene satt sammen fra bunnen av i laboratoriet.
Forskere mener at det å skape en fullt funksjonell kunstig celle vil gi verdifulle innsikter i hvordan liv fungerer på sitt mest grunnleggende nivå.
Det kan også åpne døren for spesialdesignede celler som utfører spesifikke oppgaver, som å produsere medisiner, produsere nyttige kjemikalier eller hjelpe til med å behandle sykdommer.
Selv om forskere i Europa og USA har drevet forskning på syntetiske celler i flere tiår, er det fortsatt en stor utfordring å bygge en komplett kunstig celle.
Forskere har lykkes med å skape individuelle komponenter og biologiske systemer, men å kombinere dem til en enkelt celle som fungerer som en levende organisme har vist seg langt vanskeligere.
For å møte denne utfordringen dannet de deltakende asiatiske landene SynCell Asia Initiative i 2023. Gjennom en serie workshops utviklet de en felles strategi som kombinerer ekspertise fra flere disipliner og land.
Veikartet identifiserer fire store vitenskapelige hindringer.
Forskere må sørge for at syntetiske celler kontinuerlig kan generere energi og essensielle molekyler, produsere sine egne ribosomer—strukturene som danner proteiner—følge pålitelige designregler, og koordinere mange biologiske prosesser på riktig sted og tid.
For å støtte samarbeid foreslår initiativet et sentralisert system der standard syntetiske cellekomponenter produseres og distribueres til deltakende laboratorier. Forskerne vil deretter teste, forbedre og redesigne cellene gjennom en kontinuerlig syklus av eksperimentering og læring.
Avanserte teknologier vil spille en viktig rolle. Forskere planlegger å samle detaljert informasjon om syntetiske celler, inkludert deres gener, proteiner, metabolitter og indre strukturer. Kunstig intelligens og maskinlæring vil deretter hjelpe forskere med å forstå og forutsi hvordan cellene oppfører seg.
Veikartet er delt inn i to faser. I løpet av de første fem årene har forskerne som mål å skape en «ProtoCell» – en enkel syntetisk celle omsluttet av en membran og med et minimalt genom på minst 200 gener. De fleste av proteinene ville bli produsert av et laboratoriebasert proteinproduksjonssystem, mens cellen også ville produsere noen av sine egne essensielle molekyler.
I den andre fasen, fra år seks til ti, håper forskerne å lage en «AutoCell.» Denne mer avanserte syntetiske cellen ville produsere sine egne ribosomer og bli i stand til ekte selvreplikasjon. Målet er at disse cellene skal vokse, dele seg, tilpasse seg miljøet og til og med danne fellesskap som samarbeider ved å utveksle materialer og dele oppgaver.
Forskerne mener dette samarbeidet kan forvandle syntetisk biologi fra en samling separate eksperimenter til et koordinert internasjonalt prosjekt, og bringe menneskeheten nærmere enn noen gang å skape livaktige celler fra bunnen av.
Les på Helsesjefen: Vitamin D3 bedre enn vitamin D2 for de fleste mennesker
