Yaşamın kökenine dair en zor sorulardan biri, ilk hücre benzeri yapıların zarla çevrili bir iç ortam oluştururken aynı zamanda dışarıdan yeni hammaddeleri nasıl alabildiği. Basit zarların suda kendiliğinden oluşabildiği uzun süredir biliniyor; üstelik bu zarlar, çözeltide bulunan nükleik asitler gibi molekülleri de içlerine hapsedebiliyor. Ancak burada temel bir sorun var: Zar, iç kısmı dış ortamdan ayırdığı için içerideki kimyasal süreçler kısa süre sonra mevcut kaynakları tüketip durma noktasına geliyor.
University of Minnesota’daki bir araştırma ekibi, bu açmaza kısmi bir yanıt sunabilecek sadeleştirilmiş bir sistem geliştirdiğini duyurdu. “SpudCell” olarak adlandırılan bu yapıda bir zar, genetik materyali çevreliyor; buna karşın sistem, dışarıdan sağlanan yeni malzemeleri içeri almaya devam edebiliyor. Araştırmacılara göre yapı ayrıca kendiliğinden bölünebiliyor ve işleyiş bozulmadan önce birkaç nesil boyunca “yavru” yapılar üretebiliyor. Çalışma henüz hakem değerlendirmesinden geçmiş değil; taslak makale çevrimiçi olarak paylaşılmış durumda.
Sistemin arkasındaki ekip Kate Adamala liderliğinde çalıştı. Yaklaşımın önemli yanı, tamamen sıfırdan yeni bir biyolojik düzen kurmaktan çok, daha önce farklı araştırmalarda tanımlanmış veya geliştirilmiş parçaların bir araya getirilmesine dayanması. Bu bileşenlerin önemli bölümü virüslerden geliyor. Virüsler, hücrelerde çok daha karmaşık biçimde bulunan mekanizmaların sadeleştirilmiş sürümlerini taşıyabildikleri için, minimal biyolojik sistemler kurma açısından elverişli bir kaynak olarak görülüyor.
SpudCell içinde DNA’nın kopyalanmasını sağlayan sistem de buna örnek. Araştırmacılar, bakterileri enfekte eden Phi29 adlı bir virüsten türetilmiş bir DNA çoğaltma düzeneğini kullandı. Daha önce başka bir araştırma grubu, bu virüsün DNA kopyalamada kullandığı proteinleri kodlayan DNA’nın bir zarın içine yerleştirildiğinde kendi DNA’sını çoğaltabildiğini göstermişti. Yeni çalışmada bu yaklaşım uyarlanarak yaklaşık 90.000 baz uzunluğundaki DNA, yedi ayrı dairesel DNA molekülüne dağıtıldı.
Bu sonuçlar, tam anlamıyla bağımsız ve kendi kendine yeten yapay bir hücre elde edildiği anlamına gelmiyor. Sistem hâlâ yoğun biçimde insan müdahalesine bağımlı ve yalnızca sınırlı sayıda nesil boyunca çalışabiliyor. Yine de araştırma, zarla çevrili ilkel biyolojik yapıların nasıl malzeme alışverişi yapabildiği ve en basit yaşam benzeri düzenin hangi bileşenlere ihtiyaç duyduğu gibi temel soruları deneysel olarak incelemek için yeni bir platform sunabilir.
