Исследователи из института Крейга Вентера (JCVI) впервые смогли полностью «перезагрузить» клетку, чья геномная активность была заблокирована, используя синтетический геном. Эксперимент показал: если клеточная структура цела, она способна принять новую генетическую программу и начать новую жизнь. Результаты работы опубликованы на сервере препринтов BioRxiv.
![]()
Фото из открытых источников / © GigaChat
В основе работы лежит идея, что геном — это своего рода программное обеспечение, а клетка — аппаратная платформа. Если «железо» не повреждено, оно может запустить новую программу, даже если старая была необратимо разрушена. Ученые Джон Гласс и Зумра Пексаглам использовали в исследовании бактерии рода Mycoplasma. С помощью химиотерапевтического агента митомицина С (ММС) они полностью заблокировали исходную ДНК клетки, сделав её функционально мёртвой. Однако цитоплазма, рибосомы и другие компоненты остались целыми и готовыми к работе.
После этого в клетку был введён синтетический геном другого вида — Mycoplasma mycoides. Новый геном сразу начал работать: рибосомы стали синтезировать белки по новым инструкциям, и клетка вновь начала делиться, полностью меняя свою биологическую идентичность.
«Синтетический геном просто включает клетку, и она начинает делиться, принимая идентичность вида-донора с эффективностью, близкой к 100 процентам», — отмечают авторы работы.
Главным отличием нового метода стало отсутствие необходимости в селективных маркерах и антибиотиках: исходный геном был полностью заблокирован, и конкуренции между старой и новой ДНК не возникало. Это открывает путь к созданию стандартизированных клеточных «шасси», которые можно программировать под конкретные задачи — от производства лекарств до очистки окружающей среды.
«Мы являемся разработчиками кода, который мы больше не только умеем читать и писать, но и теперь умеем устанавливать в системах, которые мы считали утерянными», — подчёркивают исследователи.
Однако пока речь идёт только о самых простых организмах. В сложных клетках с ядром такой подход невозможен из-за эпигенетических барьеров и риска повреждения клеточных структур. Тем не менее, эксперимент доказывает: жизнь можно рассматривать как динамическую систему обмена информацией, а клетку — как программируемую биофабрику. Это шаг к индустриализации биологии и новому пониманию минимальных требований для существования жизни.
