Біологи створили найдосконаліші штучні клітини
Сучасна наука досить далеко просунулася в питанні створення різних штучних органів і це вже далеко не новина. А як вам штучні клітини, які можуть виконувати багато функцій їх живих аналогів, але при цьому не є біологічними механізмами у звичному розумінні? Звичайно, при вивченні під мікроскопом будь-біолог тут же виявить штучну клітину, але це все-одно справжній прорив у медицині, адже створити штучний структурний елемент організму з таким рівнем організації до цього не вдавалося нікому.
Зате, як повідомляє реакція журналу Science, це вдалося групі дослідників з Каліфорнійського Університету в Сан-Дієго на чолі з біологом Нілом Девараджем. Як відомо, зовні багато клітини мають ліпідну мембрану для обміну з «сусідами» і навколишнім простором інформацією і різними речовинами. В даному випадку використовується шар полімеризованого пластику акрилату. Як і реальні клітини, їх штучно відтворені аналоги можуть виробляти білки, передавати сигнали іншим клітинам і змінювати свою поведінку у відповідь на які прийшли до них сигнали. При цьому єдиною «біологічної» частиною клітини є ДНК, яку втім при бажанні теж можна синтезувати.
«Штучне ядро «розмовляє» з інший кліткою, випускаючи РНК, яка бере участь у синтезі білків. Це може бути найважливіше відкриття в галузі біології за останній час.» — заявили вчені.
Для створення штучної клітини експерти використовували кремнієвий чіп з мікроскопічними заповненими рідиною каналами для виділення крихітних крапель, які містять «сировина»: ДНК, мінерали і окремі молекули акрилату. Після цього за допомогою ультрафіолетового випромінювання і хімічної обробки, навколо кожної краплі відбулося утворення пористої мембрани. У той же час мінерали і ДНК усередині краплі конденсировались в гель з текстурою, схожим за консистенцією на м’яку контактну лінзу. Так вийшло ядро клітини.
Експеримент з штучними клітинами. Один тип клітин (пурпурного кольору) синтезує і виділяє зелений флуоресцентний білок, який поглинає інший тип клітин (сірого кольору)
Крім того, у синтетичних клітин виявилася здатність змінювати свою поведінку в залежності від ситуації. В іншому досліді вчені помістили клітини синтезують в розчин з великою кількістю зеленого білка і клітини були не активні. При цьому, коли концентрація білка знизилася до критичного рівня, всі клітини почали його виробництво.
В майбутньому штучним клітин може знайтися чимало застосувань. Наприклад, їх можна «налаштувати» на продукцію певних речовин і вони будуть синтезувати їх лише за умови присутності патогенів. Або ж їх можна використовувати в якості інструменту діагностики, виявляючи рівень токсичних речовин при отруєнні або онкомаркерів при онкології.
