Біологи створили штучні клітини, здатні захоплювати речовини

Дослідники розробили штучні клітинні структури з неорганічної матерії, які автономно поглинають, переробляють і видаляють речовини, відтворюючи важливу функцію живих клітин.

Живі клітини можуть виконувати багато різних функцій, наприклад, видаляти з навколишнього середовища забруднювачі. Тепер дослідники навчили штучні клітини робити те ж саме

Фундаментальною функцією живих клітин є їх здатність збирати енергію з навколишнього середовища у вигляді молекул, які потім переробляються і використовуються для підтримки життєдіяльності. Коли енергія використовується для переміщення цих молекул з областей з більш низькою концентрацією в області з більш високою концентрацією, цей процес називається активним транспортом. Активний транспорт дозволяє клітинам засвоювати необхідні молекули, такі як глюкоза або амінокислоти, накопичувати енергію і видаляти відходи.

Протягом десятиліть дослідники працювали над створенням штучних клітин - мікроскопічних структур, які імітують особливості і поведінку їх біологічних аналогов. Але ці аналоги клітин, як правило, не були здатні виконувати складні клітинні процеси, такі як активний транспорт.

Дослідники з Нью-Йоркського і Чиказького університетів описали нову, повністю штучну неорганічну клітку, яка на один крок наблизилася до відтворення функції природних клітин. При приміщенні цих штучних клітин у суміш різних частинок, вони можуть виконувати завдання активного транспорту - вони можуть захоплювати, накопичувати, зберігати і доставляти різні молекули і частинки. Нові штучні клітини виготовлені з використанням мінімальної кількості інгредієнтів і не використовують біологічних інгредієнтів.

Дослідники протестували штучні клітини в різних середовищах. В одному експерименті вони відправили їх у воду, активували їх світлом і спостерігали, як структури поглинають частинки. Таким чином вчені показали одне з потенційних застосувань технології - для очищення води від мікроскопічних забруднюючих речовин.

В іншому експерименті автори продемонстрували, що штучні клітини можуть «проковтувати» бактерії E. coli і утримувати їх всередині мембрани - а це вже потенційно новий метод боротьби з бактеріями в організмі. Іншим майбутнім застосуванням технології може стати доставка ліків, враховуючи, що вони можуть вивільняти попередньо завантажену речовину при активації.

Стаття про відкриття опублікована в журналі Nature.