Μία ομάδα επιστημόνων και ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ στο Ηνωμένο Βασίλειο, κατάφερε να δημιουργήσει συνθετικά κύτταρα χρησιμοποιώντας ως βάση ιξώδεις μικροσταγόνες που περιείχαν βακτήρια.
Για να συνθέσουν όμως τα λεγόμενα πρωτοκύτταρα, οι επιστήμονες εκμεταλλεύτηκαν τις ιδιότητες των βακτηρίων. Εξέθεσαν τις σταγόνες που χρησιμοποίησαν σε δύο τύπους βακτηρίων: στη μία περίπτωση τα βακτήρια έμειναν στην επιφάνεια των σταγόνων ενώ στην άλλη πέρασαν στο εσωτερικό τους. Με την καταστροφή των βακτηρίων, απελευθερώθηκαν κυτταρικά στοιχεία τα οποία όμως παρέμειναν είτε στο εσωτερικό, είτε στην επιφάνεια των σταγόνων, παράγοντας μεμβρανοειδή βακτηριογόνα πρωτοκύτταρα, καθένα εκ των οποίων περιείχε χιλιάδες βιολογικά μόρια, τμήματα και μηχανισμούς.
Το γεγονός πως τα πρωτοκύτταρα μπορούσαν να δημιουργήσουν RNA και πρωτεΐνες, αποτέλεσε ένδειξη παρουσίας βακτηριδιακών στοιχείων στα συνθετικά κύτταρα. Οι επιστήμονες χρησιμοποιήσαν διάφορα χημικά τεστ για να ελέγξουν τη μέθοδο που ακολούθησαν, «πλάθοντας» εκ νέου τα βακτηριογόνα πρωτοκύτταρα δομικά και μορφολογικά. Στο εσωτερικό των σταγόνων αναπτύχθηκε ένα κυτταροσκελετικό δίκτυο πρωτεϊνικών νημάτων και μεμβρανοειδών κυτταρικών κενών νερού. Το δε βακτηριδιακό DNA που δημιουργήθηκε συμπιέστηκε σε ένα ενιαίο τμήμα που παρέπεμπε σε πυρήνα.
Το επόμενο βήμα για τους επιστήμονες ήταν να ενσωματώσουν ζωντανά βακτήρια στα πρωτοκύτταρα αποσκοπώντας στην επαρκή αυτόνομη παραγωγή τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), τη γλυκόλυση, τη γονιδιακή έκφραση και την κυτταροσκελετική δημιουργία. Εξωτερικά τα πρωτοκύτταρα άρχισαν να μοιάζουν με αμοιβάδες εξ αιτίας της ανάπτυξης των βακτηριδίων και του μεταβολισμού τους, δημιουργώντας έτσι ένα βιονικό σύστημα με ενσωματωμένα χαρακτηριστικά που παρέπεμπαν σε ζώντα οργανισμό.
«Η επίτευξη υψηλού βαθμού οργανωτικής και λειτουργικής πολυπλοκότητας σε συνθετικά κύτταρα είναι δύσκολη, ιδίως σε συνθήκες ισορροπίας. Είθε η τρέχουσα βακτηριογόνος προσέγγισή μας να συμβάλλει στην αύξηση της πολυπλοκότητας των μοντέλων πρωτοκυττάρων, την απλοποίηση της ενσωμάτωσης των διαφόρων βιολογικών στοιχείων και της περαιτέρω ανάπτυξης των ενεργών κυτταρομιμητικών συστημάτων», ανέφερε ο καθηγητής Stephen Mann, εκ των επικεφαλής της έρευνας.
Η όλη διαδικασία είναι ένα σημαντικό βήμα προς τη μηχανική ανάπτυξη συνθετικών κυττάρων που είναι υπεύθυνα για αρκετά χρήσιμα πράγματα. Τέτοια κύτταρα για παράδειγμα θα μπορούσαν να λειτουργούν ως μικρά εργοστάσια που παράγουν φάρμακα, τρόφιμα και καύσιμα, να ανιχνεύουν ασθένειες και να παράγουν φάρμακα για τη θεραπεία τους ενώ ζουν μέσα στο σώμα και να λειτουργούν ως μικροσκοπικοί υπολογιστές.
«Θέλουμε να κατανοήσουμε τους θεμελιώδεις κανόνες σχεδιασμού της ζωής», δήλωσε η Elizabeth Strychalski, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης και επικεφαλής της ομάδας κυτταρικής μηχανικής του NIST. «Αν αυτό το κύτταρο μπορεί να μας βοηθήσει να ανακαλύψουμε και να κατανοήσουμε αυτούς τους κανόνες, τότε θα είμαστε έτοιμοι για επερχόμενους αγώνες».
