Bottom of the sea

Kunstige celler kaster lys over livet tilblivelse

Forskerne har fått kunstige celler uten DNA til å dele seg slik at de gir opphav til to forskjellige typer celler – såkalt skjev celledeling. Gjennombruddet kan bidra til å forklare hvordan flercellede organismer kunne oppstå på Jorden.

Såkalt asymmetrisk eller skjev celledeling, der én celle deler seg i to ikke-identiske datterceller, er en forutsetning for alle høyere organismer fordi cellene ellers ikke kan utvikle seg til komplekse vev og organer. Men den skjeve celledelingen er en uhyre komplisert prosess som styres av mange gener og proteiner, og derfor har det vært problematisk å forstå hvordan den kunne oppstå hos de første primitive livsformene.

Nå har amerikanske forskere demonstrert hvordan kunstige celler – uten gener i det hele tatt – kan dele seg asymmetrisk. Christine Keating og Meghan Andes-Koback ved Pennsylvania State University i USA begynte med å skape en form for kunstige celler i enklest mulig form.

Et fettstoff spilte rollen som cellemembran, mens en oppløsning av to typer kjedeformede molekyler, PEG og dextran, fungerte som modell for cytoplasmaet i den levende cellen, som normalt inneholder hele det maskineriet av biokjemiske stoffer, enzymer, mitokondrier og DNA som skal til for å opprettholde livet.

Membraner og fyllstoffer ble fargelagt

Fettstoffet i den kunstige cellemembranen var farget rødt slik at det var lett å se i mikroskopet, mens et blått fargestoff gjorde dextran synlig inne i cellen. PEG og dextran er ikke særlig blandevillige, og de skiller seg derfor i to faser nesten som olje og vann.

Skillet er imidlertid ikke fullstendig, og den ellers fargeløse PEG-fasen inneholdt derfor en smule dextran og fremsto svakt blålig, mens dextranfasen var mørkeblå. I mikroskopet kunne forskerne observere hvordan PEG og dextran forsøkte å unngå hverandre.

Det fikk de kunstige cellene til å strekke seg og danne to halvkuler – en svakt blålig med mest PEG og en mørkeblå med mest dextran – som begge var omgitt av den røde fettmembranen. Dermed minnet de kunstige cellene om levende celler som er på vei til å gjennomgå asymmetrisk celledeling.

Det eneste som skulle til for å få de kunstige cellene til å gjennomføre celledelingen, var å tilsette litt sukker i oppløsningen de befant seg i.

Sukkeret suger bokstavelig talt vannet ut av de kunstige cellene slik at volumet blir mindre. Dermed blir den omgivende membranen for stor – akkurat som klær som begynner å henge etter en vellykket slankekur.

Membranens fysiske og kjemiske forhold tillater imidlertid ikke at den danner tomme folder, derfor presser den på for å dele cellen i to.

Tema

Les også

Kanskje du er interessert i...

FÅ ILLUSTRERT VITENSKAPS NYHETSBREV

Du får ditt gratis spesialtillegg, Vår Ekstreme Hjerne, til nedlasting straks du har meldt deg på nyhetsbrevet.

Fant du ikke det du lette etter? Søk her: