Учените се приближават до един от най-големите въпроси в биологията - как е възникнал животът. Създаването на първата изцяло синтетична клетка, опитите за възстановяване на изчезнали видове и търсенето на живот извън Земята показват как науката постепенно разширява границите между химията и биологията. Това каза д-р Петър Ефтимов, Съръководител Магистърска програма Астробиология в СУ "Св. Св. Климент Охридски" в предаването "Футуризъм" по Bloomberg TV Bulgaria с водещ Антон Груев. 

Учени създадоха изцяло синтетична клетка в опит да разгадаят живота

Изследването отваря нови възможности за синтетична биология, но показва и колко сложен остава произходът на живите организми

Учени направиха важна крачка към създаването на изкуствен живот, след като разработиха напълно синтетична клетка с минимален геном, способен да поддържа растеж и размножаване. Макар технологията все още да е далеч от създаването на напълно автономен организъм, според д-р Ефтимов това е значим пробив в опита да се разбере как е възникнал животът на Земята.

Създаването на изкуствена клетка е един от най-дългогодишните проекти в биологията. Усилията в тази посока започват още през 50-те години на миналия век с идеите на учения Джон Дезмънд Бернал за основните принципи, по които се организира животът - създаване на биополимери, протоклетки и преминаване от химия към биология.

Новият резултат е важен, защото за първи път е създадена клетка, която е изцяло синтетична. Учените не използват вече съществуващ геном, а създават собствена генетична информация с размер около 90 килобази.

„Това е минимално количество гени, които обаче са достатъчни, за да може този организъм да расте, да приема хранителни вещества и да се репликира“, коментира д-р Ефтимов.

Той уточнява, че системата все още има сериозни ограничения. Синтетичната клетка няма всички защитни механизми на естествените организми, включително системи за премахване на вредни продукти и защита от неблагоприятни условия.

Два пътя към произхода на живота

Според учения това не е първата, а една от важните стъпки към отговора на един от най-големите въпроси в науката - как е възникнал животът.

Изследователите работят в две основни направления. Едното е подходът „отдолу нагоре“, при който учените се опитват чрез химия да пресъздадат условията, довели до появата на първите живи системи.

Другият подход е „отгоре надолу“ - сравнителната геномика, която анализира съвременните организми и търси общите характеристики, наследени от техния предполагаем общ предшественик, известен като Last Universal Common Ancestor (LUCA).

„Идеята е тези два подхода да се срещнат. Да можем по синтетичен път да създадем нещо, което да отговаря на представите ни за последния общ предшественик на всички живи организми“, казва Ефтимов.

Все още учените знаят много малко за точния механизъм, по който е започнал животът. Сред основните хипотези са теорията за РНК света, според която информационните молекули първо са започнали да се самоорганизират, идеята за липидния свят, при която мембрани са създали първите протоклетки, както и протеиновият свят.

От изкуствени клетки до възраждане на изчезнали видове

Синтетичната биология не се ограничава само до изучаването на произхода на живота. Другото голямо направление е търсенето на възможни алтернативни форми на живот и различни носители на генетична информация.

Изследване от 2019 г. показва, че освен ДНК съществуват над 1 милион потенциални молекули, които биха могли да изпълняват ролята на носители на наследствена информация.

„Това ни показва нещо важно за живота - той може да не е универсално организиран по един и същ начин навсякъде, където съществува“, посочва ученият.

В тази област има и българска следа. Инициативата Harvard Origin of Life е ръководена от проф. Димитър Съсов - български астроном, участвал в екипа, открил първата екзопланета.

Паралелно с това учените изследват и възможностите за възстановяване на изчезнали видове. Компанията Colossal Biosciences работи върху проекти за възраждане на видове като додото и мамута.

Астробиологията търси отговора извън Земята

Според Ефтимов възстановяването на изчезнали организми остава изключително трудно, защото създаването на един или два екземпляра не означава възстановяване на цял вид.

„Проблемът е не само в генома. Остава въпросът за мащабирането и за това дали един организъм може да съществува в сложна екосистема“, обяснява той.

Още по темата

3D принтирани бази и храна: Как Европа се готви за живот на Луната

Биология на дезинформацията: Защо виждаме саблезъби тигри в новинарския поток

Търсенето на отговори за произхода на живота е и една от основните цели на астробиологията - наука, която изучава появата, разпространението и бъдещето на живота във Вселената.

„Никой не прави статистика от едно. Всичко, което знаем за живота, е базирано на нашата планета. Ако открием друг населен свят, това ще промени начина, по който разбираме възникването на живота“, казва Ефтимов.

Според него изследванията на еволюцията и генетиката могат да помогнат и за разбирането на границите на възможното. Един от примерите е проектът „Chickenosaurus“, свързан с опитите да се върнат някои еволюционни характеристики на динозаврите чрез промени в развитието на птиците.

Учените вече са успели да променят развитието на пилешки ембриони, така че да се появят структури, наподобяващи динозавърска муцуна вместо съвременен клюн. Възстановяването на пълна динозавърска линия обаче остава невъзможно засега заради необратими промени в генома.

Вижте целия разговор във видеото.

В предаването вижте още:

• Учени са разработили изкуствени кръвоносни съдове чрез магнити с невиждана до сега прецизност
• Нова ваксина срещу полимиелит дава надежда за окончателно изкореняване на болестта по света 
• Нов вид дрон става почти невидим за човешкото око, като се завърта 25 пъти за секунда
• Проведени са изпитвания с хора на хранителна добавка, която улавя микропластмасата в храносмилателната система преди да се абсорбират от организма

Всички гости на предаването "Футуризъм" може да гледате тук.

Още по темата

AI и VR превръщат публиката в съавтор на имерсивното изкуство

Дигитални двойници и споделените данни раждат нови бизнес модели в София

Квантови сензори в Космоса ще са следващата революция в прогнозата за времето