Kunstige celler kaster lys over livets opståen

Såkaldt asymmetrisk eller skæv celledeling, hvor en celle deler sig i to ikke-identiske ­datterceller, er en forudsætning for alle højere organismer, fordi cellerne ellers ikke kan udvikle sig til komplekse væv og organer. Men den skæve ­celledeling er en meget kompliceret proces, der ­kontrolleres af mange gener og proteiner, og derfor har det været svært at forstå, hvordan den kunne opstå hos de første primitive livsformer.

Nu har amerikanske forskere demonstreret, hvordan kunstige celler – uden gener overhovedet – kan dele sig asymmetrisk. Christine Keating og Meghan Andes-Koback fra Pennsylvania State ­University i USA startede med at skabe en slags kunstige celler i den simplest mulige form.

Et fedtstof gjorde det ud for cellemembran, mens en op­løsning af to slags kædeformede molekyler, PEG og dextran, fungerede som en model for den levende celles cytoplasma, som normalt rummer hele det maskineri af biokemiske stoffer, enzymer, mito­kondrier og dna, der skal til for at opretholde livet.

Membraner og fyldstoffer bliver farvelagt

Fedtstoffet i den kunstige cellemembran var farvet rødt, så det nemt kunne ses i mikroskopet, mens et blåt farvestof synliggjorde dextran i cellens indre. PEG og dextran er ikke særligt blandbare, og de vil derfor adskille sig i to faser næsten ligesom olie og vand.

Adskillelsen er dog ikke fuldstændig, så den ellers farveløse PEG-fase vil indeholde en smule dextran og fremstår derfor svagt blålig, mens dex­tran­fasen er mørkeblå. I mikroskopet kunne forskerne iagttage, hvordan PEG og dextran forsøgte at undgå hinanden.

Det fik de kunstige celler til at strække sig og danne to halvkugler – en svagt blålig med mest PEG og en mørkeblå med mest dextran – som begge var omsluttet af den røde fedtmembran. Dermed mindede de kunstige celler om levende ­celler, der er på vej til at gennemgå skæv celledeling.

Det eneste, der skulle til for at få de kunstige celler­ til at gennemføre celledelingen, var at tilsætte lidt sukker til opløsningen, de befandt sig i.

Sukkeret bogstaveligt talt suger vand ud af de kunstige ­cellers indre, så deres volumen bliver mindre, og derved bliver den omsluttende membran for stor – akkurat som tøjet begynder at pose efter en succesrig slanke­kur.

Membranens fysiske og kemiske forhold tillader imidlertid ikke, at den danner tomme folder, så derfor presser den på for at dele cellen i to.