Các nhà khoa học vừa thông báo một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực sinh học. Lần đầu tiên, một nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công một tế bào từ các thành phần hóa học không sống. Tế bào này có thể thực hiện các chức năng cơ bản của sự sống như lấy dinh dưỡng, phát triển và tự nhân bản. Dù chỉ là một nguyên mẫu đơn giản, thành tựu này mở ra khả năng thiết kế các hệ thống sinh học phục vụ nhiều mục đích khác nhau trong tương lai.

Tế bào "SpudCell" là gì?

Tế bào này được đặt tên là "SpudCell" bởi Tiến sĩ Kate Adamala từ Đại học Minnesota (Mỹ) và các cộng sự. Khác với nghiên cứu tế bào gốc (tận dụng các tế bào có sẵn), nhóm nghiên cứu đã xây dựng SpudCell từ những nguyên liệu hóa học cơ bản nhất.

SpudCell không phải là thực vật hay động vật, mà có cấu tạo gần giống với vi khuẩn đơn giản. Nó được tạo thành từ khoảng 150 đến 200 phân tử. Để so sánh, một tế bào tự nhiên chứa hàng triệu đến hàng tỷ phân tử. Do đó, SpudCell được các nhà khoa học mô tả là một thực thể rất đơn giản, thậm chí là "yếu ớt".

Cơ chế hoạt động

SpudCell thực hiện các quá trình sinh học theo cách riêng:

Dinh dưỡng và phát triển: Tế bào cần được cung cấp các dưỡng chất từ bên ngoài để hoạt động.

Nhân bản: Tế bào mất khoảng 12 giờ để phân chia (tạo ra tế bào con). Quá trình này chậm hơn nhiều so với vi khuẩn E. coli thông thường (phân chia sau mỗi 30 phút).

Điểm khác biệt: Thay vì sử dụng bộ khung cấu trúc (cytoskeleton) như tế bào tự nhiên, SpudCell sử dụng các protein tập trung tại màng tế bào để ép màng tách ra làm đôi. Ngoài ra, nó không tự tạo được ribosome (bộ phận giúp sản xuất protein trong tế bào) mà phải lấy ribosome từ vi khuẩn E. coli được cung cấp trong quá trình nuôi cấy.

Ý nghĩa của nghiên cứu

Việc xây dựng tế bào từ con số 0 giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các điều kiện cần thiết tối thiểu để tạo ra sự sống. Khi nắm rõ danh sách thành phần và nồng độ của từng phân tử, con người có thể "lập trình" lại tế bào để thực hiện các chức năng cụ thể.

Trong tương lai, công nghệ này có thể giúp giải quyết các vấn đề lớn như: Phát triển các phương pháp điều trị ung thư mới; Sản xuất các hóa chất hữu ích hoặc thu giữ khí carbon trong môi trường.

Câu hỏi về an toàn và đạo đức

Nhiều chuyên gia khẳng định SpudCell chưa thể coi là "sự sống" thực thụ vì nó thiếu khả năng tiến hóa tự nhiên và phụ thuộc hoàn toàn vào môi trường do con người cung cấp. Do đó, nó không gây rủi ro về an toàn sinh học.

Để thúc đẩy sự phát triển, nhóm nghiên cứu đã thành lập tổ chức Biotic. Mục tiêu là chia sẻ công nghệ này dưới dạng mã nguồn mở, giúp các nhà khoa học trên thế giới cùng đóng góp và cải thiện SpudCell. Cách làm này cũng đặt ra các câu hỏi về quản lý đạo đức: Ai sẽ kiểm soát việc sử dụng công nghệ này và làm thế nào để đảm bảo nó phục vụ lợi ích chung?

SpudCell là một bước tiến mang tính kỹ thuật hơn là sự tạo ra sự sống hoàn chỉnh. Nó chứng minh rằng con người có thể lắp ghép các thành phần hóa học thành một hệ thống hoạt động giống như tế bào. Dù hiện tại SpudCell chưa mang lại ứng dụng thực tế nào, đây là nền tảng quan trọng để hướng tới kỷ nguyên mới của ngành sinh học tổng hợp, nơi con người có thể thiết kế các tế bào theo nhu cầu sử dụng.

P.T (theo CNN Health)