Биологи создали искусственные клетки, способные захватывать вещества
Живые клетки могут выполнять много разных функций, например, удалять из окружающей среды загрязнители. Теперь исследователи научили искусственные клетки делать то же самое
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.