14 мая 2026 года журнал Nature опубликовал работу, которую многие специалисты по синтетической биологии уже называют исторической. Международная группа учёных под руководством Исследовательского института химии Китайской академии наук впервые в мире добилась асимметричного деления в искусственных клетках. Это фундаментальный прорыв: до сих пор воспроизвести процесс, лежащий в основе клеточной дифференциации и развития живых организмов, в синтетических системах не удавалось никому.
От симметрии к специализации
В естественных живых системах асимметричное деление - один из главных механизмов, запускающих клеточное разнообразие. Благодаря ему из одной оплодотворённой яйцеклетки развиваются сотни типов клеток - нейроны, мышечные волокна, клетки кожи, каждая со своей структурой и функцией. Воспроизвести это в лабораторных условиях оказалось исключительно сложной задачей: трудно не только создать асимметрию, но и удержать её, не давая системе вернуться к однородности.
Команда под руководством профессора Цяо Яня пошла неожиданным путём. Вместо того чтобы пытаться копировать сложные механизмы живой клетки, исследователи построили многослойные жидкокристаллические капли - примитивные модели искусственных клеток. При воздействии щелочной фосфатазы или ионов металлов эти капли подвергались спонтанному асимметричному делению. Результат - две дочерние структуры, капля и липосома, с различными структурными и функциональными свойствами.
Исследователи описывают процесс как «отслаивание»: внешний слой материнской капли отделяется и формирует независимую структуру, отличную от оставшейся внутренней части. Никакого сложного внешнего манипулирования не потребовалось - процесс запускается сам после добавления нужного химического сигнала.
Мнение исследователей и ограничения
«Реализация асимметричного деления, как ожидается, продвинет разработку искусственных клеток с жизнеподобными свойствами, обеспечивая функциональную дифференциацию и наследование различных свойств между поколениями дочерних клеток», - пояснил профессор Цяо Янь.
Впрочем, учёные подчёркивают: нынешние искусственные клетки всё ещё не способны к непрерывному делению и стабильному воспроизводству подобно живым системам. Это пока первое поколение: деление происходит один раз, а не циклически. В следующей фазе исследований команда планирует оснастить искусственные клетки механизмами многопоколенческого размножения, а также интегрировать в них функциональные модули - экспрессию генов и метаболические сети.
Зачем это нужно
Работа открывает сразу два направления. Первое - фундаментальное: новый подход даёт платформу для понимания того, как примитивные клетки могли эволюционировать и приобретать жизнеподобное поведение на ранних этапах зарождения жизни. Второе - прикладное: асимметрично делящиеся искусственные клетки рассматриваются как основа для биопроизводства нового поколения, где разные клетки в синтетической популяции смогут выполнять разные производственные задачи - точь-в-точь как в живой ткани.
Китайская академия наук выполняла эту работу в сотрудничестве с Пекинским университетом химических технологий и Бристольским университетом. Публикация в Nature - пожалуй, лучшая рекомендация серьёзности прорыва.