Mikroskopická kvapka vody obklopená lipidovou membránou, ktorá obsahuje chemické látky a úseky DNA kódujúce iba 36 génov. To je všetko, z čoho pozostáva nová bunka. Hoci ju ešte nemožno označiť za živú, nepochybne predstavuje dosiaľ najväčšie priblíženie k vytvoreniu živej bunky od základov. V štúdii zverejnenej online v dňoch okolo 6. júla 2026 syntetická biologička Kate Adamala z Minnesotskej univerzity so svojím tímom ukazuje, že ich výtvor s názvom „SpudCell“ dokáže rásť spájaním s inými kvapkami, replikovať svoj genóm a deliť sa. Vedci však zdôrazňujú, že SpudCell ešte nie je živou bunkou, pretože sa nedokáže deliť počas viacerých generácií ani prechádzať evolučnými zmenami.
Vedci už dlho snívajú o vytvorení buniek v laboratóriu. Chcú tak lepšie pochopiť základy života a zároveň získať bunky, ktoré by sa dali jednoduchšie upravovať na výrobu určitých zlúčenín. Väčšina výskumných tímov si však stanovila skromnejšie ciele a pokúšala sa napodobniť jednotlivé bunkové funkcie, napríklad príjem živín či rast. Zosúladiť viacero funkcií je mimoriadne náročné, pretože každá zvyčajne najlepšie funguje za iných podmienok, napríklad pri určitom množstve horčíka alebo konkrétnej úrovni kyslosti. „Spojiť všetky tieto funkcie v jednej syntetickej bunke je úspech, na ktorý veda dlho čakala,“ hovorí Job Boekhoven, systémový chemik z Technickej univerzity v Mníchove. Zároveň však upozorňuje, že tvrdenia novej štúdie ešte musia prejsť odborným recenzným konaním.
Vedci, ktorí sa pokúšajú zostrojiť syntetické bunky, buď využívajú molekuly nevyhnutné pre existujúci život, napríklad DNA a mastné kyseliny, alebo vyvíjajú úplne syntetické stavebné prvky. Tvorcovia SpudCell sa vydali prvou cestou a opierajú sa o systém PURE, vyvinutý pred niekoľkými desaťročiami. Ide o akúsi základnú súpravu biomolekúl vrátane proteínov a ribozómov, ktoré sú potrebné na transkripciu DNA do mRNA a transláciu RNA na proteíny. Iní vedci tieto stavebné prvky vložili do lipozómov, teda v podstate kvapiek vody obklopených mastnými kyselinami. Vytvorili tak systémy, ktoré zvládajú niektoré základné bunkové funkcie, napríklad tvorbu proteínov. Takéto kvapky však nikdy nedokázali na základe pokynov svojho genómu prijímať živiny a deliť sa.
Vďaka dômyselným konštrukčným riešeniam výskumný tím Kate Adamaly navrhol bunky SpudCell tak, aby zvládli aj tieto úlohy. Ich súbor génov, ktorý je 50-krát menší než typický bakteriálny genóm, doplnili o gény umožňujúce tvorbu špeciálnych molekulárnych markerov a ich vystavenie na povrchu kvapky. Tie slúžia ako záchytné body pre výživové vezikuly, menšie lipozómy obsahujúce enzýmy a ďalšie molekuly potrebné pre bunkovú kvapku. Práve táto „potrava“ umožňuje bunkám SpudCell rásť a replikovať svoj genóm.
V druhom kroku vedci do genómu SpudCell zakódovali mechanizmus delenia kvapiek. Využili ďalší typ povrchového markera, takzvaný FLAG, ktorý sa dokáže viazať na veľkú molekulu s názvom streptavidín. Táto väzba vytvára medzi povrchovými molekulami odpudivú silu. Ak sa do živného média pridá dostatok streptavidínu, sila kvapku v podstate roztrhne na dve časti. „Jednoduchší už tento proces ani nemôže byť,“ hovorí Adamala.
Adamala priznáva, že proces delenia je veľmi neefektívny. Aby vedci dosiahli viacero cyklov delenia, museli bunky SpudCell rozdeľovať mechanicky pretlačením cez membránu s drobnými otvormi. Keď tento postup niekoľkokrát zopakovali, objavil sa ďalší problém. Replikované genómy sa pri delení správne nerozdeľujú, a tak po piatich cykloch delenia obsahovalo úplný genóm iba 30 % buniek SpudCell.
V bunkách SpudCell sa časom rozpadá aj ribozóm, zložitý molekulárny aparát na tvorbu proteínov. Systém pritom nedokáže vytvárať nové ribozómy ani odstraňovať tie staré. Napriek tomu je SpudCell významným míľnikom, hovorí Drew Endy, syntetický biológ zo Stanfordovej univerzity. Podľa neho dokazuje, že spojením štyroch či piatich rôznych prvkov vychádzajúcich z rozličných vedeckých poznatkov možno vytvoriť niečo, čo dokáže rásť a deliť sa.
Keďže zložky SpudCell sú dobre známe, biológovia budú podľa Adamaly schopní systém postupne zdokonaľovať. „Nie je veľmi efektívny, ale presne vieme, ako je zostavený,“ hovorí. Naopak, syntetických biológov, ktorí chcú upravovať živé bunky na iné účely, podľa nej brzdí nedostatok poznatkov. Zatiaľ čo jej bunky pripomínajú prvé lietadlo bratov Wrightovcov, vedci pracujúci so skutočnými bunkami sú „ako inžinier, ktorý dostane celý Dreamliner bez konštrukčných výkresov“.
Hoci bunky SpudCell ešte nemajú schopnosť evolúcie typickú pre život, jeden z experimentov Adamaly smeruje aj týmto smerom. Do niektorých buniek SpudCell vniesla genetickú mutáciu, vďaka ktorej vytvárajú viac povrchových markerov pre výživové vezikuly. Prijímajú tak viac živín a rastú rýchlejšie. Zmutované bunky SpudCell skutočne prekonali nezmutované varianty: po piatich cykloch rastu a delenia nieslo mutáciu približne 60 % genómov. Nejde, samozrejme, o prirodzenú darvinovskú evolúciu, pretože mutáciu zaviedli vedci a bunky museli k deleniu prinútiť mechanicky. Je to však veľký krok k jej napodobneniu.
