Bottom of the sea

Syntetiska celler sprider ljus över livets uppkomst

Forskare har fått primitiva konstgjorda celler helt utan DNA att dela sig och ge upphov till två olika celler – s k asymmetrisk celldelning. Det kan bidra till att förklara hur komplexa flercelliga organismer för länge sedan kunde uppstå på jorden.

16 januari 2012

å kallad asymmetrisk celldelning, vid vilken en cell delar sig i två icke-identiska dotterceller, är en förutsättning för alla högre organismer, då cellerna annars inte kan utvecklas till komplexa vävnader och organ. Asymmetrisk celldelning är emellertid en mycket komplicerad process, som kontrolleras av många gener och proteiner, och därför har det varit svårt att förstå, hur den kunnat uppstå hos de första primitiva livsformerna.

Nu har amerikanska forskare emellertid demonstrerat hur konstgjorda celler – utan gener – kan dela sig asymmetriskt. Christine Keating och Meghan Andes-Koback vid Pennsylvania State University började med att skapa ett slags konstgjorda celler i enklast möjliga form.

Ett fettämne utgjorde cellmembran, medan en lösning av två slags kedjeformade molekyler, PEG och dextran, fungerade som en modell för den levande cellens cytoplasma, som normalt innehåller hela det maskineri av biokemiska ämnen, enzymer, mitokondrier och DNA, som krävs för att upprätthålla livet.

Membran och fyllnadsämnen färgas

Fettet i det konstgjorda cellmembranet var rödfärgat, så att man lätt kunde se det i mikroskop, medan ett blått färgämne synliggjorde dextran i cellernas inre. PEG och dextran är inte särskilt blandbara, och de kommer därför att skilja sig åt i två skikt, nästan som olja och vatten.

Separationen är dock inte fullständig, så den i övrigt färglösa PEG-fasen kommer att innehålla litet dextran och framstår därför svagt blåaktig, medan dextranfasen är mörkblå. I mikroskopet kunde forskarna iaktta, hur PEG och dextran försökte att undvika varandra.

Det fick de konstgjorda cellerna att sträcka ut sig och bilda halvklot – ett svagt blåaktigt med mest PEG och ett mörkblått med mest dextran – som båda var omslutna av det röda fettmembranet. Därmed påminde de konstgjorda cellerna om levande celler, som är på väg att genomgå en asymmetrisk celldelning.

Det enda som krävdes för att få de konstgjorda cellerna att genomföra celldelningen var att tillsätta socker till den lösning de befann sig i. Sockret suger bokstavligen ut vatten ur de konstgjorda cellernas inre, så att deras volym blir mindre, och därmed blir det omslutande membranet för stort – precis som kläderna hänger efter en bantningskur.

Membranets fysikaliska och kemiska egenskaper tillåter emellertid inte att det bildar två tomma veck, så därför pressar det på för att dela cellen i två dotterceller.

Tema

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: