וִידֵאוֹ: מדענים הקרובים לשחזור התא החי הראשון
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
חוקרים מקבלים חומר גנטי כדי להעתיק את עצמו בבילוי של פרוטוקול פשוט שיכול היה להתקיים לפני עידנים.
תאים מודרניים הם כמו ערים מיקרוסקופיות: יש בהם תחנות כוח (מיטוכונדריה), פסולת אשפה (ליזוזומים), שלטון מקומי (הגרעין, עם ה- DNA משמש האמנה החוקית), ופעילויות רבות אחרות שמתרחשות בגבולותיהן. יש להם גם סיירת גבולות בצורת קרום דו שכבתי המשתמש בסדרה של משאבות, נקבוביות וערוצים המופעלים על ידי חלבון בכדי להכניס חומרים מזינים ולהרחיק חומרים כימיים וחומרים אחרים.
אבל, התאים היו שונים מאוד כאשר החיים החלו לפני 3.5 מיליארד עד ארבעה מיליארד שנים. במקום מטרופולינים קטנים, הם דמו יותר לארנק שנשא הוראות הכוללות רק קרום עם מידע גנטי. חסר להם המבנים והחלבונים שגורמים להם כעת לתקתק. השאלה היא: כיצד הם הצליחו לקחת את החומרים המזינים הדרושים כדי לשרוד ולהתרבות?
חוקרי בית הספר לרפואה של הרווארד מדווחים ב"טבע "כי בנו מודל של מה שלדעתם נראה התא החי הראשון, המכיל רצועת חומר גנטי המוקף בקרום שומני. הממברנות של התאים המודרניים מורכבות משכבה כפולה של חומצות שומן המכונות פוספוליפידים. אך בתכנון קרום לתא שלהם, מדענים עבדו עם חומצות שומן פשוטות הרבה יותר שלדעתם היו קיימות על כדור הארץ הקדום, כאשר התא הראשון נוצר ככל הנראה. המפתח, אומר מחבר המחקר ג'ק סוסטאק, גנטיקאי מהרווארד, היה לפתח נקבובית אחת מספיק כדי להכניס חומרים מזינים דרושים (כגון נוקלאוטידים, היחידות המרכיבות את החומר הגנטי, או ה- DNA) אך מספיק חזק כדי להגן על החומר הגנטי. בפנים ולמנוע ממנו להחליק לאחר שכפול.
בניסיון לשכפל תא מוקדם, מדענים הכניסו חומצות שומן (שהיו ככל הנראה מועמדות לקרום) ורצועת DNA למבחנה של מים. בעודם שם, נוצרו חומצות השומן לטבעת, או קרום, סביב הקטע הגנטי. החוקרים הוסיפו למבחנה נוקליאוטידים - יחידות חומר גנטי - כדי לקבוע אם הם יחדרו לקרום ועתיקו את ה- DNA בתוכו. הממצאים שלהם: הנוקלאוטידים אכן נכנסו לתא, נצמדים ומשכפלים את ה- DNA במשך 24 שעות.
מה שעכשיו חייבים להבין מדענים, אומר סוסטק, הוא כיצד נפרדו גדילי ה- DNA המקוריים והעתיקים והתא המוקדם הזה חולק או הועתק.
"אנחנו מנסים לפתור סדרה שלמה של בעיות, צעד אחר צעד", הוא אומר, "ולהצטבר לשכפול מערכת מתפתחת.".
דייוויד דאמר, מהנדס ביו-מולקולרי באוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז, אומר כי הוא מאמין שהצוות בדרך להכין אב-טיפוס של תא פרימיטיבי שיש לו "למעשה כל התכונות הבסיסיות של החיים".