Lần đầu tiên tạo thành công tế bào nhân tạo có thể tự sinh trưởng

Các nhà khoa học tại Đại học Minnesota (Mỹ) vừa có đột phá trong lịch sử khoa học khi tạo ra SpudCell - tế bào tổng hợp đầu tiên trên thế giới được cấu thành hoàn toàn từ các hợp chất hóa học phi sinh học nhưng lại sở hữu khả năng kỳ diệu như tự ăn, tăng trưởng, sao chép DNA và phân chia.

Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Kate Adamala, nhóm nghiên cứu sử dụng các túi lipid nhỏ gọi là liposome làm lớp màng, bao bọc bên trong là 7 đoạn DNA tổng hợp (plasmid) với khoảng 90.000 cặp base.

 SpudCell là tế bào tổng hợp đầu tiên hoàn thành một chu kỳ sống đầy đủ. Ảnh: Phòng thí nghiệm Adamala

SpudCell là tế bào tổng hợp đầu tiên hoàn thành một chu kỳ sống đầy đủ. Ảnh: Phòng thí nghiệm Adamala

Thay vì sử dụng thành phần từ tế bào sống, các nhà khoa học đã chỉ định chính xác từng thành phần hóa học. Cơ chế "ăn" của tế bào này diễn ra thông qua việc hợp nhất với các túi chứa enzyme, ribosome từ vi khuẩn E. coli, đường và các phân tử thiết yếu, tạo tiền đề cho quá trình tăng trưởng, nhân đôi DNA và phân chia.

Thành tựu này được xem là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực sinh học tổng hợp, giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn những thành phần tối thiểu cần thiết để duy trì sự sống.

Tuy nhiên, so với các tế bào sống, SpudCell còn tồn tại nhiều hạn chế. Tế bào này chưa thể tự tạo ribosome - bộ phận chịu trách nhiệm tổng hợp protein - nên vẫn phải phụ thuộc vào các protein và enzyme do các nhà nghiên cứu cung cấp. Vì vậy, mỗi dòng SpudCell chỉ có thể duy trì từ 5-10 thế hệ trước khi ngừng hoạt động.

Ngoài ra, bộ gen của SpudCell có quy mô rất nhỏ, chỉ khoảng 90.000 cặp bazơ, trong khi bộ gen của con người có khoảng 3 tỷ cặp bazơ. Vật chất di truyền của SpudCell cũng được phân tán trên 7 phân tử DNA thay vì tập trung thành 1 bộ gen hoàn chỉnh, khiến thông tin di truyền không phải lúc nào cũng được truyền đầy đủ cho các thế hệ sau.

Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu giúp SpudCell tự tạo ribosome để không còn phụ thuộc vào các tế bào sống trong quá trình phát triển. Đồng thời, cải thiện khả năng truyền đầy đủ thông tin di truyền sang các thế hệ tiếp theo; giảm nhu cầu bổ sung các enzyme từ bên ngoài, qua đó đưa SpudCell tiến gần hơn đến đặc tính của tế bào tự nhiên.

Sự phát triển của các tế bào tổng hợp cũng làm dấy lên những tranh luận lâu nay về đạo đức và an ninh sinh học. Tuy nhiên, theo các chuyên gia, SpudCell hiện chưa tạo ra mối đe dọa đáng kể. Để có thể được ứng dụng, dù vì mục đích tích cực hay tiêu cực, hệ thống này vẫn cần trải qua quá trình nghiên cứu và phát triển trong thời gian dài.

MỘC TRÀ

Nguồn Gia Lai: https://baogialai.com.vn/lan-dau-tien-tao-thanh-cong-te-bao-nhan-tao-co-the-tu-sinh-truong-post591742.html