Rozmnožování a vývoj jsou základními schopnostmi živých organismů. Až doteď se nepovedlo vytvořit umělé materiály s těmito schopnostmi. Aby začal fungovat umělý molekulární systém, který má schopnost se rozmnožovat a dál se rozvíjet, genetická informace, která je zakódovaná v DNA, musí být přeložena na RNA, tedy převod informace z DNA do struktury proteinů. Po spuštění procesu exprese proteinů musí cyklus replikace DNA s těmito bílkovinami fungovat během dlouhého období. Základní komplikace spočívá v tom, že geny, které jsou nezbytné k replikaci DNA, zároveň musí plnit svou funkci exprese.Aby byl tento problém odstraněn, vědci z Tokijské univerzity v čele s profesorem Norikazu Ičihašim místo složitého mechanismu replikace DNA živých organismů, vyžadujícího obrovské množství genů, vytvořili umělý systém replikace s pouze dvěma geny – replikačním enzymem Phi29 a Cre-rekombinázu. Autoři si myslí, že tyto dvě bílkoviny můžou dobře fungovat při nízkých koncentracích, a budou vytvářeny v dostatečném množství i v bezbuněčných systémech translace.Povedlo se jim vytvořit bezbuněčný systém transkripce a translace, ve kterém je možné převádět geny na bílkoviny a replikovat původní molekuly kruhové DNA s pomocí kruhové DNA, která je nositelkou dvou genů, nezbytných pro proces replikace. Navíc vědcům se úspěšně povedlo zlepšit původní DNA, zvýšit její efektivnost a replikaci desetinásobně. Proces replikace DNA trval 60 dní.Vědci poznamenávají, že přidáváním genů, nezbytných pro transkripci a translaci k uměle vytvořené DNA, bude možné vytvářet umělé buňky, které budou růst samostatně díky sloučeninám s nízkou molekulovou hmotností, jako jsou aminokyseliny a nukleotidy.V budoucnu takové buňky můžou být použity na výrobu léků a potravin. V současnosti se pro tyto účely používají živé mikroorganismy. Když se vymění za umělé programovatelné buňky, procesy budou více ovladatelné a stabilní.Sledujte náš kanál na jedné z nejbezpečnějších chatovacích aplikacích Telegram, na kterém vám budeme přinášet aktuální zprávy a zajímavá videa.