סינתזה של קרומית תא מלאכותית

כימאים הצליחו להשיג צעד חשוב ביצירת חיים מלאכותיים מאפס.

כימאים הצליחו להשיג צעד חשוב ביצירת חיים מלאכותיים מאפס. בעזרת תגובה כימית חדשנית, הם הצליחו לייצר קרומיות תא המתארגנות באופן עצמאי – קרומיות אלו מהוות את המעטפת המבנית האוגרת בתוכה ותומכת במנגנונים הנדרשים לקיום חיים.

ממצאי המחקר, בראשותו של הפרופסור לכימיה Neal Devaraj מאוניברסיטת קליפורניה-סן דייגו, התפרסמו בכתב העת המדעי Journal of the American Chemical Society.

“אחת מהמטרות ארוכות הטווח והשאפתניות מאוד שלנו היא לנסות ולייצר תא מלאכותי, יחידת חיים סינתטית מהבסיס – על מנת לפתח אורגניזם חי ממולקולות לא-חיות שמעולם לא היו קשורות לאורגניזם חי,” מציין החוקר הראשי. “ככל הנראה, מנגנון זה אכן התרחש פעם אחת לפחות במהלך ההיסטוריה – שאחרת החיים לא היו מתפתחים כלל.” באמצעות שילוב רכיב חיוני של החיים הקדמוניים יחד עם חומרי-מוצא בלתי-ביולוגיים החוקרים מקווים לכוון זרקור על מוצא החיים.

“אנו לא ממש מבינים כראוי את השלב המאוד בסיסי הזה בקיום שלנו, כיצד חומר לא-חי התגלגל לכדי חומר חי,” מסביר החוקר. “הבנת השלב הזה תוכל לספר לנו המון – אפילו מהם העקרונות הכימיים והביולוגיים הנדרשים לחיים.”

מולקולות המרכיבות את קרומיות התא הן בעלות “ראש” כימי המתערבב בקלות במים ו”זנב” כימי הדוחה אותם. בסביבת מים מולקולות אלו יוצרות שכבה כפולה שבה הראשים מבצבצים החוצה והזנבות מתכנסים פנימה, תוך יצירת מחסום התוחם את תכולת התא.

החוקרים הכינו מולקולות דומות בעזרת תגובה חדשנית הגורמת לחיבורן של שתי שרשראות שומנים. הטבע מנצל אנזימים מורכבים שהם עצמם מוטמעים בתוך הקרומיות על מנת להשלים את התגובה הזו, עובדה המקשה מאוד להבין כיצד נוצרו הקרומיות הראשונות.

“במערכת שלנו אנו משתמשים בסוג של זרז פרימיטיבי – יון מתכת פשוט מאוד,” מציין החוקר. “התגובה עצמה היא מלאכותית לחלוטין – לא קיימת מקבילה ביולוגית לתגובה כימית זו. זה המנגנון באמצעותו ניתן ליצור קרומיות חדשניות לחלוטין.”

החוקרים הכינו את הקרומיות המלאכותיות מתוך תחליב מימי של שמן ודטרגנט. לבדם – רכיבים אלו יציבים. כאשר מוסיפים יוני מתכת מתחילות להיווצר בועיות וצינוריות יציבות הצצות מתוך טיפות השמן. לאחר כיממה טיפות השמן נעלמות, לאור יצירתן של הקרומיות המתארגנות באופן עצמאי.

למרות שלאחרונה מדענים אחרים הכריזו על יצירתו של “תא ביולוגי”, רק הגנום שלו היה באמת מלאכותי. כל היתר היה תא חיידקי. יחידת חיים מלאכותית לחלוטין תחייב את האיחוד הן של גנום אוצר מידע והן מבנה תלת ממדי שנועד לאכסן אותו.

הערך הממשי של תגלית זו טמון בפשטות התגובה – מתוך חומרי מוצא זמינים מסחרית המדענים היו צריכים שלב מכין אחד בלבד בכדי ליצור את כל אחת משרשראות השומן המגיבות.

הידיעה על המחקר