Биологи создали самые совершенные искусственные клетки
Современная наука достаточно далеко продвинулась в вопросе создания различных искусственных органов и это уже далеко не новость. А как вам искусственные клетки, которые могут выполнять многие функции их живых аналогов, но при этом не являющимися биологическими механизмами в привычном понимании? Конечно, при изучении под микроскопом любой биолог тут же выявит искусственную клетку, но это все-равно настоящий прорыв в медицине, ведь создать искусственный структурный элемент организма с таким уровнем организации до этого не удавалось никому.
Зато, как сообщает реакция журнала Science, это удалось группе исследователей из Калифорнийского Университета в Сан-Диего во главе с биологом Нилом Девараджем. Как известно, снаружи многие клетки имеют липидную мембрану для обмена с «соседями» и окружающим пространством информацией и различными веществами. В данном случае используется слой полимеризованного пластика акрилата. Как и реальные клетки, их искусственно воссозданные аналоги могут производить белки, передавать сигналы другим клеткам и менять свое поведение в ответ на пришедшие к ним сигналы. При этом единственной «биологической» частью клетки является ДНК, которую впрочем при желании тоже можно синтезировать.
«Искусственное ядро «разговаривает» с остальной клеткой, выпуская РНК, которая участвует в синтезе белков. Это может быть самое важное открытие в области биологии за последнее время.» — заявили ученые.
Для создания искусственной клетки эксперты использовали кремниевый чип с микроскопическими заполненными жидкостью каналами для выделения крошечных капель, которые содержат «сырье»: ДНК, минералы и отдельные молекулы акрилата. После этого при помощи ультрафиолетового излучения и химической обработки, вокруг каждой капли произошло образование пористой мембраны. В то же время минералы и ДНК внутри капли конденсировались в гель с текстурой, похожей по консистенции на мягкую контактную линзу. Так получилось ядро клетки.
Эксперимент с искусственными клетками. Один тип клеток (пурпурного цвета) синтезирует и выделяет зеленый флуоресцентный белок, который поглощает другой тип клеток (серого цвета)
Кроме того, у синтетических клеток обнаружилась способность менять свое поведение в зависимости от ситуации. В другом опыте ученые поместили синтезирующие клетки в раствор с большим количеством зеленого белка и клетки были не активны. При этом, когда концентрация белка снизилась до критического уровня, все клетки начали его производство.
В будущем искусственным клеткам может найтись масса применений. Например, их можно «настроить» на продукцию определенных веществ и они будут синтезировать их только при условии присутствия патогенов. Или же их можно использовать в качестве инструмента диагностики, выявляя уровень токсических веществ при отравлении или онкомаркеров при онкологии.