Ученые создали синтетические клетки, которые могут обмениваться молекулами с окружающей средой

Москва. 9 сентября. ИНТЕРФАКС - Ученые Нью-Йоркского и Чикагского университетов разработали искусственные клеточные структуры, использующие неорганическую материю, которые могут выполнять транспортную функцию клетки, сообщает Нью-Йоркский университет.

Отмечается, что фундаментальной функцией живых клеток является их способность извлекать энергию из окружающей среды для перекачки молекул. Когда энергия используется для перемещения этих молекул из областей с более низкой концентрацией в зоны с более высокой концентрацией, этот процесс называется активным переносом.

"Активный транспорт позволяет клеткам поглощать необходимые молекулы, такие как глюкоза или аминокислоты, накапливать энергию и удалять отходы", - говорится в публикации.

Ученые создали сферическую мембрану размером с эритроцит, используя полимер, заменяющий клеточную мембрану, которая контролирует то, что входит и выходит из клетки. Они проделали микроскопическое отверстие в сферической мембране, создав наноканал, через который можно обмениваться веществом, имитируя белковый канал клетки.

Но для выполнения задач, необходимых для активного переноса, клеточным имитаторам требовался механизм, позволяющий клеточной структуре втягивать и выталкивать материал. В живой клетке митохондрии и аденозинтрифосфат обеспечивают необходимую энергию для активного транспорта.

"В имитацию клетки исследователи добавили химически активный компонент внутри наноканала, который при активации светом действует как насос. Когда свет попадает на насос, он запускает химическую реакцию, превращая насос в крошечный вакуум и втягивая груз в мембрану. Когда насос выключен, груз улавливается и обрабатывается внутри имитатора ячейки. И когда химическая реакция обращена вспять, груз выталкивается по требованию", - говорится в сообщении.

В результате синтетические клетки могут работать автономно и выполнять активные транспортные задачи, которые до сих пор ограничивались сферой живых клеток.

Исследователи протестировали имитацию клеток в различных средах. В одном эксперименте они подвесили имитаторы клеток в воде, активировали их светом и наблюдали, как они поглощают частицы или примеси, иллюстрируя потенциальное применение для очистки воды от микроскопических загрязнителей.

В другом эксперименте было продемонстрировано, что имитаторы клеток могут проглатывать бактерии кишечной палочки и задерживать их внутри мембраны, потенциально предлагая новый метод борьбы с бактериями в организме. Другим будущим применением имитаторов клеток может быть доставка лекарств, учитывая, что при активации они могут высвобождать предварительно загруженное вещество.

Ученые продолжают разрабатывать и изучать имитаторы клеток, в том числе создавать те, которые выполняют различные задачи, и исследовать, как различные типы взаимодействуют друг с другом.