Nội dung bài viết
Các nhà khoa học Mỹ dùng hợp chất vô cơ để tạo ra tế bào hoàn chỉnh, có khả năng sinh trưởng và phân chia như tế bào tự nhiên. Kate Adamala, nhà sinh học tổng hợp và giáo sư tại Đại học Minnesota ở Mỹ, cùng nhóm của mình xây dựng từng bộ phận của tế bào nhân tạo từ các thành phần hóa vô cơ.
Đột phá này có thể mở ra thời kỳ mới, cho phép chế tạo những thực thể sống theo yêu cầu cụ thể, với hoạt động tương tự sinh vật tự nhiên.
Nguyên mẫu tế bào của giáo sư Adamala hiện còn khá hạn chế và dễ tổn thương, nhưng có thể giúp các nhà khoa học tìm hiểu nguồn gốc sự sống, cũng như điều chỉnh để giải quyết một số vấn đề lớn về sinh học.
Tế bào này không có đặc điểm cụ thể, không phải động vật hay thực vật, mà giống một mẫu vi khuẩn đơn thuần. "Tôi biết đầy đủ công thức tạo ra tế bào, trong đó có từng loại hợp chất và tỷ lệ của chúng.
Tất cả đều được định nghĩa rõ ràng, cho phép sản xuất và điều chỉnh", bà nói. SpudCell với màng tế bào được nhuộm đỏ.
Video: Adamala Lab Trong hàng chục năm qua, giới khoa học đã dùng tế bào tự nhiên được chỉnh sửa để giải quyết nhiều vấn đề. Một trong những ví dụ nổi bật là gene tạo insulin của người được nạp vào tế bào vi khuẩn E.
coli để sản xuất insulin chữa bệnh tiểu đường. Các nhà khoa học cho rằng tế bào nhân tạo là bước tiếp theo, giúp phát triển những biện pháp đối phó ung thư mới, cũng như xây dựng phương án sản xuất hóa chất và giảm phát thải carbon.
Tế bào được coi là những cấu trúc cơ bản để tạo ra sự sống, nhưng có kết cấu rất phức tạp. Cơ thể con người có khoảng 37 nghìn tỷ tế bào, đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định rõ cách hoạt động của từng loại tế bào và thành phần của chúng.
"Tế bào nhân tạo do nhóm Adamala xây dựng không phải sự sống thực sự, nhưng là cột mốc quan trọng trên con đường hướng đến mục tiêu này", Yuval Elani, phó giáo sư ngành công nghệ hóa sinh tại Cao đẳng Hoàng gia London ở Anh, cho hay.
"Xây dựng tế bào từ con số 0 giúp họ không bị trói buộc bởi những hạn chế của sinh học tự nhiên, mở ra khả năng thiết kế những thực thể đủ sức làm những việc khó khăn, thậm chí bất khả thi với tế bào tự nhiên", ông Elani nói thêm.
Sinh học tổng hợp là lĩnh vực tách biệt hẳn với nghiên cứu tế bào gốc, trong đó các nhà khoa học tìm cách điều chỉnh tế bào sẵn còn từ nguồn sinh học.
Giáo sư Adamala gọi sản phẩm của mình là "SpudCell" (Tế bào Khoai tây), một phần là cách chơi chữ dựa trên Sputnik, vệ tinh nhân tạo đầu tiên trên thế giới được Liên Xô phóng lên quỹ đạo trong thập niên 1950 và mở đầu kỷ nguyên vũ trụ.
"Chúng tôi hy vọng điều này sẽ khởi đầu kỷ nguyên kinh tế sinh học", bà cho hay. SpudCell được tạo ra bởi 150-200 phân tử, có thể phát triển và phân chia thành tế bào mới trong khoảng 5 thế hệ.
Nó đơn giản hơn nhiều so với tế bào tự nhiên với hàng triệu đến hàng tỷ phân tử. Adamala mô tả SpudCell là "thực thể vô cùng yếu đuối, về cơ bản không làm được gì ngoài ăn và thỉnh thoảng sinh ra tế bào con".
Mỗi thế hệ cần được cung cấp nguồn dưỡng chất và khoảng 12 tiếng để sinh sản trong điều kiện 30 độ C, so với 30 phút của E. coli.
Bộ gene của SpudCell cũng nhỏ hơn tế bào tự nhiên, với khoảng 90.000 cặp bazơ so với 4,6 triệu cặp trong E. coli.
SpudCell có khả năng phân chia và sinh sản như tế bào tự nhiên, nhưng ứng dụng cơ chế khác biệt. Tế bào nhân tạo không thể tự tạo ribosome, "nhà máy" siêu nhỏ chịu trách nhiệm chính trong lắp ráp và tổng hợp protein trong tế bào.
Nó phải dùng ribosome của E. coli, cung cấp thông qua quá trình tiêu hóa.
"Đây chỉ là khởi đầu. Nó là bộ khung để chúng tôi tiếp tục phát triển", giáo sư Mỹ nói.
Gợi ý thực hành:
1. Theo dõi thông báo từ cơ quan địa phương tại California.
2. Kiểm tra nguồn chính thức trước khi chia sẻ lại thông tin.