Человечество испокон веков пытается использовать различные бактерии и микроорганизмы с пользой для себя. Самым известным примером являются обычные дрожжи, благодаря которым мы имеем наш хлеб насущный и выпивку различных видов. Но с этими полезными бактериями связана одна проблема, они могут существовать и эффективно действовать только в достаточно узких диапазонах окружающей среды, выход какого-либо параметра среды за рамки допустимого диапазона приводит к снижению эффективности или даже гибели всей колонии. И, пытаясь решить эту проблему, ученые создали наполовину живые “клетки-кибрги”, способные выживать при таких условиях, в которых не выживают обычные микроорганизмы.
Данное достижение относится к области синтетической биологии, в которой технические принципы применяются по отношению к биологическим системам и организмам с целью снабжения их новыми возможностями. Этого можно достичь различными путями – живые клетки могут быть модифицированы на генном уровне для того, чтобы они могли вырабатывать лекарственные препараты, топливо, расщеплять пластмассу или даже хранить данные. Также ученые в последнее время получили возможность проектировать с нуля и выращивать совершенно новые виды синтетических организмов.
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе использовали метод, который является своего рода гибридом двух общепринятых методов синтетической биологии. Они взяли живые бактерии определенного вида и обработали их составом из искусственного полимера. Когда это все было подвергнуто воздействию ультрафиолетового света, полимер преобразовался в гидрогель, сформировав более прочную оболочку бактерий.
В результате получилось то, что можно охарактеризовать, как “клетки-кибрги”. Бактерии способны выполнять большинство своих естественных функций, включая внутриклеточный метаболизм и производство белков, но они не могут расти и делиться.
“Клетки-киборги являются программируемыми, они сохранили все свои естественные функции и их можно наделить дополнительными способностями” – пишут исследователи, – “Но они неспособны делиться и размножаться таким способом”.
Во время испытаний клетки-киборги смогли выжить в условиях, которые убивают ничем не защищенные неизмененные микроорганизмы, включая воздействие перекиси водорода, антибиотиков и высоких уровней pH.
С практической точки зрения были испытаны клетки-киборги, получившие модификацию, благодаря которой они стали способны обнаруживать и атаковать выращенные в лаборатории раковые клетки. Это является наглядным примером и раскрывает потенциал полуживых-полусинтетических созданий для их использования в медицинской диагностике, целевой доставке лекарственных препаратов и т.п.
В своих дальнейших исследованиях ученые планируют продолжить работы с клетками-киборгами с целью увеличения их управляемости. Также ученые собираются испытать различные полимерные материалы для искусственных оболочек клеток и найти новые области возможного применения всего этого.
