Para ilmuwan membangun sel sintetis yang tumbuh, membelah, dan meneruskan DNA ke keturunannya
Para peneliti di Universitas Minnesota telah mengembangkan apa yang mereka gambarkan sebagai sel sintetis pertama di dunia yang mampu menyelesaikan satu siklus hidup penuh, menandai tonggak sejarah dalam upaya membangun sistem kehidupan yang sepenuhnya menggunakan komponen kimia tak hidup. Disebut SpudCell, sel buatan ini dapat tumbuh, mereplikasi DNA, memberi makan, membelah, dan mewariskan materi genetik ke generasi berikutnya. Tidak seperti proyek sel sintetik sebelumnya yang hanya menciptakan kembali fungsi biologis individual, SpudCell menggabungkan berbagai perilaku mirip kehidupan ke dalam satu sistem rekayasa. Penelitian yang dipimpin oleh Associate Professor Kate Adamala dan Aaron Engelhart ini dimaksudkan sebagai bukti prinsip bahwa perilaku inti yang terkait dengan sel hidup dapat diciptakan kembali menggunakan bahan kimia daripada organisme alami. Para peneliti mengatakan platform tersebut pada akhirnya dapat digunakan untuk memproduksi obat-obatan, bahan-bahan canggih, bahan bakar, dan produk lain yang sulit atau tidak mungkin diproduksi menggunakan metode industri konvensional. Membangun kehidupan secara berbeda SpudCell dibangun dari liposom, bola kecil berisi air yang dikelilingi oleh membran lemak, bersama dengan DNA sintetis yang memberikan instruksi yang diperlukan untuk fungsi dasar seluler. Sel-sel sintetis memperoleh sumber daya melalui fusi dengan liposom pengumpan kecil yang mengandung molekul, enzim, dan ribosom yang diperlukan untuk membuat protein. Saat mereka tumbuh, mereka mereplikasi genomnya sebelum membelah menjadi sel baru. Mikroskop fluoresen SpudCell. Kredit: Kate Adamala, Lab Adamala Tidak seperti sel alami, yang mengandalkan sitoskeleton internal untuk membelah selama pembelahan, SpudCell menggunakan protein yang terakumulasi pada membran hingga tekanan mekanis menyebabkan membran terpisah. Para peneliti juga mendemonstrasikan seleksi alam dalam sistem sintetik. Setelah memperkenalkan perubahan genetik yang meningkatkan produksi protein fusi, sel-sel yang dimodifikasi tumbuh lebih cepat dan menghasilkan lebih banyak keturunan. Setelah lima generasi, sel-sel yang tumbuh lebih cepat mengalahkan populasi aslinya, dan keuntungan menjadi lebih besar ketika nutrisi terbatas. “Ini mungkin proyek paling menarik yang pernah saya kerjakan,” kata Kate Adamala. “Kami telah mereplikasi dalam ilmu kimia apa yang sebelumnya hanya mungkin dilakukan dalam biologi: rangkaian lengkap perilaku sel. Ini membuktikan bahwa fungsi kehidupan yang paling mendasar, seperti pertumbuhan dan replikasi, tidak memerlukan percikan magis yang misterius.” Rekayasa sistem kehidupan Para peneliti mengatakan genom SpudCell hanya memiliki panjang 90 kilobase pair, lebih kecil dari genom minimum yang diyakini banyak ahli biologi diperlukan untuk sebuah sel hidup. Alih-alih satu kromosom, instruksi genetiknya dibagi menjadi tujuh plasmid DNA, sehingga fungsi seluler yang berbeda dapat diprogram secara independen. Tim yakin versi masa depan bisa menjadi platform yang dapat diprogram untuk rekayasa biologi. Daripada memodifikasi bakteri atau ragi yang ada, para ilmuwan dapat merancang sel sintetis dari awal untuk keperluan industri atau medis tertentu. Untuk mendukung upaya tersebut, Adamala dan kolaboratornya telah meluncurkan Biotic, sebuah organisasi penelitian yang bertujuan untuk mengembangkan standar dan infrastruktur bersama untuk rekayasa sel sintetis. “Pekerjaan ini hanyalah permulaan,” kata Adamala. “Kami menunjukkan bahwa merekayasa fungsi-fungsi dasar sel dapat dilakukan. Untuk sepenuhnya mewujudkan potensi teknologi ini – untuk menjadikannya kuat dan praktis – kita memerlukan upaya gabungan internasional.” Para peneliti mengakui bahwa masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum sel sintetis menjadi praktis. Versi masa depan memerlukan genom yang lebih stabil, mesin molekuler tambahan, dan metode rekayasa standar sebelum dapat diterapkan di luar laboratorium.
Diterbitkan : 2026-07-01 20:52:00
sumber : interestingengineering.com
