פריצת דרך: מדענים בנו מאפס תא מלאכותי שמסוגל לאכול ולהתרבות

מדענים בארצות הברית הכריזו היום על פריצת דרך יוצאת דופן: לראשונה בהיסטוריה נבנה תא מלאכותי מאפס, מרכיבים כימיים בלבד, שמסוגל להזין את עצמו, לגדול ולהתרבות לאורך כחמישה דורות.

התא הסינתטי פותח על ידי פרופסור קייט אדמלה לביולוגיה סינתטית מאוניברסיטת מינסוטה, יחד עם צוות החוקרים שלה. הוא נבנה שלב אחר שלב, ובמבנהו מזכיר חיידק בסיסי פשוט.

לתא הסינתטי יש גם שם: SpudCell, מחווה ללוויין הרוסי ספוטניק. הוא מורכב מ-150 עד 200 מולקולות בלבד, עם גנום קטן יחסית של 90,000 זוגות בסיסים - הרבה פחות ממה שקיים בתא ביולוגי טבעי.

אחד הדברים המעניינים ב-SpudCell הוא האופן שבו הוא מתחלק. בתא טבעי, ההתחלקות מסתמכת על שלד תאי. כאן זה עובד אחרת לגמרי: התא מייצר חלבונים שמצטופפים על פני הקרום שלו ופשוט מאלצים אותו להתפצל. כל דור של התא דורש הזנה אקטיבית ולוקח כ-12 שעות להתחלק, בטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס.

יש לתא גם מגבלה משמעותית: הוא אינו מסוגל לייצר ריבוזומים משל עצמו. כדי לייצר חלבונים הוא מנצל ריבוזומים של חיידקי E. coli שמסופקים לו מבחוץ דרך ההזנה החיצונית. זה אחד הדברים שהופכים אותו לבלתי מסוגל לשרוד מחוץ לסביבה המבוקרת שנוצרה לו במעבדה.

אדמלה הסבירה את הייחודיות של הפיתוח: "אני מכירה את רשימת הרכיבים המלאה של התא, אני יודעת בדיוק אילו כימיקלים ואילו מולקולות נמצאים שם ובאילו ריכוזים. הוא מוגדר לחלוטין, מה שאומר שאנחנו יכולים להנדס אותו. מדובר באורגניזם חלש להחריד שכרגע בעצם לא עושה דבר מלבד לאכול ומדי פעם לייצר תא בת. זו רק ההתחלה, זה שלד שאנו מקווים לבנות עליו".

חשוב להבהיר: המדענים עצמם זהירים בניסוח. דרו אנדו, פרופסור חבר לביו-הנדסה באוניברסיטת סטנפורד ושותף בפרויקט, הדגיש כי לא מדובר ביצירת חיים: "אנחנו לא מבינים לחלוטין את החיים, רחוק מכך. אין לנו יכולת כל-יכולה לתמרן חומר כדי ליצור דברים. הייתי אומר שקייט בנתה תא. אני לא חושב שהיא יצרה חיים".

לפיתוח הזה יש פוטנציאל רב. בעשורים האחרונים מדענים הנדסו תאים טבעיים קיימים לצרכים כמו ייצור אינסולין אנושי בחיידקים, אך ביולוגיה סינתטית שנבנית מאפס נחשבת לחזית הבאה. בניית תא כזה עשויה בעתיד להוביל לטיפולים חדשים בסרטן, שיטות ללכידת פחמן דו-חמצני ועוד.

במקביל להכרזה, ייסדו אדמלה, אנדו, יאן ידז'יז'ק ויזם הביו-טק כריס ראג'יו מוסד לתועלת הציבור בשם Biotic, שמטרתו להפוך את ה-SpudCell לסטנדרט גלובלי משותף לביולוגיה סינתטית. המודל מזכיר מערכת הפעלה בקוד פתוח: שימוש חופשי לאקדמאים ולארגונים ללא מטרת רווח, ודמי רישוי לשימוש מסחרי.

מבחינה בטיחותית, החוקרים מסבירים שהתא בגרסתו הנוכחית אינו מהווה כל סיכון, כיוון שהוא תלוי לחלוטין בסביבה המבוקרת של המעבדה. עם זאת, מדענים בתחום מזהירים באופן כללי מפני אפשרות עתידית ליצירת אורגניזמים סינתטיים בעלי מבנה מולקולרי הפוך מהקיים בטבע, שעלולים להיות מסוכנים. אדמלה ואנדו ציינו כי ניתן יהיה להטמיע בגנום של התא מנגנוני הגנה ומנגנוני כשל-בטיחות מובנים.