Здійснено ще один крок до створення повністю штучних форм життя з нуля. Оригінальна хімічна реакція дозволила отримати мембрану - ключовий компонент клітини, що відокремлює життя всередині неї від усього, що зовні.
Клітинні мембрани забезпечують цілісність клітини, вони забезпечують можливість створення в ній умов для протікання всіх біохімічних реакцій, регулює обмін речовинами та енергією з навколишнім середовищем. Словом, це в прямому сенсі слова межа між життям і всім, що її оточує.
Мембрана всіх клітин являє собою подвійний шар фосфоліпідів - молекул з гідрофільною «головою» і кількома гідрофобними «хвостами». У водному середовищі вони прагнуть розташуватися «хвостами» всередину, вибудовуючись рівними рядами: мембрана самособирається. Звичайно, насправді картина набагато складніша, мембрана містить також безліч білкових компонентів, гліколіпідів з додатковими «хвостами» полісахаридів, молекул холестерину, що регулюють її в'язкість тощо. Однак саме фосфоліпідний біслою формує її основу.
Саме цей базовий елемент відтворили дослідники з групи працюючого в Каліфорнії професора Ніла Девараджа (Neal Devaraj), використовуючи суто хімічні методи. Кінцевою метою всіх цих експериментів є створення повністю штучного життя, отриманого без будь-якої участі інших живих організмів, якщо не брати до уваги самих експериментаторів. Поки що всі синтетичні організми, про створення яких не раз повідомляли вчені, являють собою, по суті, лише синтетичні геноми, впроваджені в заздалегідь «випотрошені» і підготовлені клітини бактерій. Про отримання штучного живого організму з нуля поки залишається лише мріяти.
Професор Деварадж пояснює: "Імовірно, щось подібне вже сталося в якийсь момент в минулому. Інакше життя не могло б з'явитися взагалі ". "Ми досі остаточно не уявляємо собі, як протікав цей фундаментальний етап, на якому нежива матерія перетворилася на живу, - додає вчений. - Зрештою подібні досліди повинні розповісти нам чимало про базові хімічні та біологічні принципи, що лежать в основі життя ".
Як вже говорилося, завдяки подвійній гідрофільно-гідрофобній природі фосфоліпіди, що складають клітинні мембрани, у воді самособираються. Гідрофобні ліпідні «хвости» ховаються від полярного водного середовища, а гідрофільні фосфатні «головки», навпаки, занурюються в нього. Так, ведені лише гідрофільно-гідрофобними взаємодіями, молекули шикуються в подвійний шар мембрани і створюють бар'єр, що відокремлює клітку від зовнішнього світу.
У клітинах сучасних організмів виробництво фосфоліпідів забезпечують спеціальні білки, інтегровані в мембрани клітин. Однак таке можливо лише вже за наявності мембрани, а про те, як синтезувалися ліпіди перших живих клітин, без участі білкових ферментів, поки залишається лише гадати. Можливий варіант такої реакції і запропонували Деварадж і його колеги.
"Ця реакція суто штучна, вона не має відомого нам аналога в живій природі. Саме так можна отримати клітинну мембрану з нуля, - коментує Деварадж, - У нашій системі це відбувається за участю найпростішого каталізатора, металевого іона ".
У водному середовищі вихідні компоненти реакції утворюють стабільну емульсію з безлічі нерозчинних крапель. Додавання в середу іонів міді веде до їх руйнування і можливості для реагентів взаємодіяти один з одним. За даними авторів, після 24 годин такої інкубації всі краплі розходяться - і з'являються двошарові мембрани. Перший крок до повноцінного життя.
За прес-релізом UC San Diego