Tế bào nhân tạo hoạt động giống tế bào thật

Các nhà khoa học tạo ra tổ chức sống đơn bào nhân tạo có thể phân chia và nhân lên giống tế bào thật.

Trong tương lai, thành tựu mới có thể giúp giới nghiên cứu chế tạo máy tính cỡ nhỏ và nhà máy sản xuất thuốc tí hon từ tế bào nhân tạo, theo Elizabeth Strychalski, trưởng nhóm Kỹ thuật tế bào ở Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST). Ví dụ, Strychalski và đồng nghiệp đang lên kế hoạch bố trí những cảm biến sống có thể đo môi trường xung quanh, theo dõi tính axit, nhiệt độ và nồng độ oxy ở gần đó.

Một số vi khuẩn Mycoplasma tổng hợp do nhóm nghiên cứu tạo ra. (Ảnh: Science Photo Library).

Các tế bào cảm biến cũng có thể dùng để sản xuất sản phẩm chuyên dụng như thuốc và đặt bên trong cơ thể người. Khi tế bào nhận biết tình trạng bệnh, nó có thể tiến hành trị liệu và ngừng chữa trị khi khỏi bệnh. Những tế bào khác có thể được nuôi dưỡng trong phòng thí nghiệm, dùng để sản xuất máu và nhiên liệu, trong khi một số tế bào khác có thể thực hiện hoạt động tính toán ở cấp phân tử.

Trong nghiên cứu mới, nhóm của Strychalski tiến gần thêm tới mục tiêu trên và công bố kết quả hôm 29/3 trên tạp chsi Cell. Họ bắt đầu với một tế bào nhân tạo sẵn có mang tên JCVI-syn3.0, được tạo ra vào năm 2016 và chỉ chứa 473 gene. So với nó, vi khuẩn Escherichia coli chứa tới 4.000 gene. Các nhà khoa học tách tế bào này từ vi khuẩn Mycoplasma genitalium lây qua đường tình dục, loại bỏ ADN tự nhiên của nó và thay bằng ADN đã chỉnh sửa. Khi tạo ra JCVI-syn3.0, họ muốn tìm hiểu gene nào hoàn toàn cần thiết với tế bào để sinh tồn và hoạt động bình thường.

Nhưng dù JCVI-syn3.0 có thể hình thành protein và sao chép ADN của nó mà không cần mô, tế bào này không thể phân chia thành hình cầu đồng nhất. Thay vào đó, nó phân chia, tạo ra tế bào con với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Strychalski và cộng sự tìm cách giải quyết vấn đề bằng cách thêm gene hỗ trợ.

Sau nhiều năm làm việc, nhóm nghiên cứu tạo ra tế bào JCVI-syn3A chứa tổng cộng 492 gene. 7 gene trong số đó đóng vai trò quan trọng giúp phân chia tế bào bình thường. Một số gene nhiều khả năng tương tác với màng tế bào, dựa theo trình tự gene. Điều này có nghĩa chúng thay đổi đặc điểm lớp màng, khiến nó đủ mỏng để phân chia hoàn chỉnh.

• Bắt được tín hiệu vô tuyến bí ẩn, 16 ngày phát 1 lần từ thiên hà khác
• Khai quật lăng mộ Lã Bố: Tìm thấy hiện vật không ngờ tới, hóa ra chúng ta đã "bị lừa" hàng trăm năm!
• Vì sao các vị thần Ai Cập cổ đại thường có đầu động vật?