Из бактерий получили «киборгов», устойчивых к антибиотикам и кислотности
Биологи разработали бактерий-киборгов: они объединяют живую клетку с синтетическими компонентами. Такие организмы не способны к размножению, но могут выполнять полезные задачи.Биоинженеры из Калифорнийского университета в Дэвисе превратили бактерии в полуживые «клетки-киборги». Они сохраняют основные биологические функции, но не способны размножаться. Такие «кастрированные» бактерии можно использовать для доставки лекарств и медицинских исследований.
В работе, опубликованной в Advanced Science, исследователи описывает новый подход к синтетической биологии. Они наполнили живые бактериальные клетки основными единицами искусственного полимера. Помещенный внутрь клетки полимер упакован в гидрогелевую матрицу с помощью ультрафиолетового света. Модифицированные клетки сохраняли почти все функции, но не могли размножаться.
Традиционно для создания клеток с нужными функциями ученые используют либо живую бактериальную клетку с отредактированной ДНК, либо искусственную клетку с синтетической мембраной и биомолекулами. У каждой из них свои недостатки: живая клетка более гибкая, но при этом способна размножаться и мутировать, а искусственная — слишком примитивная и решает небольшой круг задач.
Исследователи обнаружили, что клетки-киборги более устойчивы к стрессовым факторам, которые могли бы убить нормальные клетки. Например, они демонстрировали устойчивость к воздействию перекиси водорода, антибиотиков или высокого уровня pH. В эксперименте биологи создали бактерии-киборги, которые могли проникать внутрь раковых клеток.
Исследователи продолжат анализировать различные материалы для биосинтетических клеток. Они надеются, что готовые киборг-бактерии найдут широкий спектр применения: от экологических проблем до диагностики и лечения заболеваний.