Биологи создали искусственные клетки, способные захватывать вещества
Фундаментальной функцией живых клеток является их способность собирать энергию из окружающей среды в виде молекул, которые затем перерабатываются и используются для поддержания жизнедеятельности. Когда энергия используется для перемещения этих молекул из областей с более низкой концентрацией в области с более высокой концентрацией, этот процесс называется активным транспортом. Активный транспорт позволяет клеткам усваивать необходимые молекулы, такие как глюкоза или аминокислоты, накапливать энергию и удалять отходы.
В течение десятилетий исследователи работали над созданием искусственных клеток — микроскопических структур, которые имитируют особенности и поведение их биологических аналогов. Но эти аналоги клеток, как правило, не были способны выполнять сложные клеточные процессы, такие как активный транспорт.
Исследователи из Нью-Йоркского и Чикагского университетов описали новую, полностью искусственную неорганическую клетку, которая на один шаг приблизилась к воспроизведению функции природных клеток. При помещении этих искусственных клеток в смесь различных частиц, они могут выполнять задачи активного транспорта — они могут захватывать, накапливать, сохранять и доставлять различные молекулы и частицы. Новые искусственные клетки изготовлены с использованием минимального количества ингредиентов и не используют биологических ингредиентов.
Исследователи протестировали искусственные клетки в различных средах. В одном эксперименте они отправили их в воду, активировали их светом и наблюдали, как структуры поглощают частицы. Таким образом ученые показали одно из потенциальных применений технологии — для очистки воды от микроскопических загрязняющих веществ.
В другом эксперименте авторы продемонстрировали, что искусственные клетки могут «проглатывать» бактерии E. coli и удерживать их внутри мембраны — а это уже потенциально новый метод борьбы с бактериями в организме. Другим будущим применением технологии может стать доставка лекарств, учитывая, что они могут высвобождать предварительно загруженное вещество при активации.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature.
Живые клетки могут выполнять много разных функций, например, удалять из окружающей среды загрязнители. Теперь исследователи научили искусственные клетки делать то же самое