Біологи визначили гени, яких не вистачало бактеріальним клітинам з мінімальним штучним геномом JCVI-syn3.0, щоб нормально ділитися. Відсутні сім генів додали в геном одноклітинних організмів, які назвали JCVI-syn + 126. Клітини змогли нормально поділитися, зберігаючи морфологічні характеристики в поколіннях. Відкриття набору генів, необхідного для ділення бактерій, дозволить детальніше вивчити цей процес на молекулярному рівні і може виявитися корисним для створення інших штучних штамів. Дослідження опубліковано в журналі Cell.
Перший одноклітинний організм з повністю штучним геномом створили в 2010 році. Для цього в клітинах бактерії мікоплазма зруйнували всю ДНК і замінили на геном, який повністю синтезували штучно. Новий організм назвали JCVI-syn1.0 - на честь інституту Дж. Крейга Вентера (J. Craig Venter Institute), де створили клітини. Геном JCVI-syn1.0 мав довжину близько мільйона пар підстав і 901 ген.
Пізніше дослідники спробували визначити, скільки і яких генів буде достатньо для існування клітин зі штучним геномом. Поступово зменшуючи кількість ДНК, дослідники створили клітини з мінімальним геномом - JCVI-syn3.0. У найпростішому синтетичному геномі містилося вже 473 гени, які теж дозволяли клітинам нормально існувати. Однак нові клітини не могли правильно ділитися - дочірні клітини виявилися різних форм і розмірів, тоді як їхні попередники JCVI-syn1.0 залишалися однаковими і шароподібними.
Біологи з технологічного інституту Массачусетсу під керівництвом Джеймса Пеллетьє (James F. Pelletier) визначили, яких генів бракувало JCVI-syn3.0, щоб правильно ділитися. Для цього вони перевірили кожен сегмент геному JCVI-syn1.0, які скорочували для отримання JCVI-syn3.0. Виявилося, що видалення одного з сегментів (шостого) викликало у JCVI-syn1.0 такі ж порушення поділу, як і у JCVI-syn3.0, в той час як скорочення інших сегментів не впливало на форму і розмір дочірніх клітин.
У цьому сегменті містилося 76 генів, і біологи послідовно перевірили, як на клітини впливає послідовне видалення їх кластерів. Так їм вдалося визначити один з кластерів, роль якого в поділі вже була показана. Його додавання в геном JCVI-syn3.0 відновлювало її здатність до поділу. У цьому кластері містилося 19 генів, з яких 3 кодували рибосомну РНК, а ще 16 - білки, які розділили по схожості на 8 груп.
Послідовне додавання груп у геном JCVI-syn3.0 показало, що для нормального поділу потрібні сім генів. Штам з ними назвали JCVI-syn3.0 + 126 - за номерами груп, до яких належали гени. З них всього два вже вивчені (їх функція пов'язана якраз з поділом), а інші п'ять - поки функціонально не охарактеризовані. Автори вважають, що це відкриття дозволить детальніше вивчити поділ бактерій на молекулярному рівні і може виявитися корисним для створення інших штучних штамів.
Штучні клітини створюють не тільки на основі бактеріальних, але і з простих мембранних кульок з ДНК, порами і ферментним апаратом для синтезу білка. У них набагато менше генів і відтворюватися вони не вміють. Нещодавно такі клітини навіть навчили хімічно спілкуватися з клітинами ссавців, що може допомогти для доставки ліків по організму.