Полимерная клетка имитирует живую
Созданы первые в мире искусственные функционирующие клетки,
изготовленные из синтетических полимеров
DailyTechInfo по материалам Gizmag: World-first working eukaryotic cell made from plastic
За несколько прошедших лет ученые-химики и биохимики добились значительных успехов в создании некоторых видов синтетических тканей, являющихся аналогами тканей живых клеток, в получении синтетической ДНК и в создании других компонентов, из которых можно собрать самовоспроизводящиеся синтетические живые клетки. И вот впервые в истории науки исследователи из университета Radboud University Nijmegen, Нидерланды, произвели искусственную эукариотную клетку, клетку, в которой находятся искусственные органеллы и протекают биохимические реакции, аналогичные реакциям, протекающим в клетках живых организмов.
Эукариотные клетки являются базовыми «стандартными» блоками всех сложных жизненных форм, таких, как растения и животные. Их главное отличие от клеток более простых и древних жизненных форм заключается в присутствии внутри таких клеток органелл, которые представляют собой отдельные единицы, выполняющие одну или несколько определенных функций. Именно наличие органоидов позволяет клеткам воспроизводить большое количество разнообразных химических реакций в условиях крайне ограниченного внутреннего пространства клетки.
Появление клеток эукариотных клеток являлось одним из самых наиболее важных этапов развития жизни на Земле в самые ранний период существования жизни на нашей планете. Также эукариотные клетки представляют собой предмет повышенного интереса со стороны ученых-биохимиков, поскольку они способны производить одновременно множество различных химических реакций, проходящих на очень маленьких масштабах, что очень трудно реализовать на уровне лабораторных установок.
«Множество конкурирующих групп ученых работают в области биологии и биохимии, они создают различные компоненты жизненных форм, клеточные ткани, аминокислоты, ДНК и т.п. Некоторым группам уже удалось синтезировать простейшие живые клетки, мы же пошли немного дальше и создали сложную синтетическую клетку с органеллами» – рассказывает профессор Ян ван Хест (Jan van Hest), который руководил научной группой, – «Следующим нашим шагом станет создание синтетической клетки, которая сможет сама себя обеспечить необходимой энергией».
Создавая синтетическую эукариотную клетку, исследователи использовали в качестве реактора капельку воды. В эту воду были введены крошечные сферы из полистирена-б, заполненные различными ферментами и белками, благодаря которой в недрах будущей клетки протекают определенные биохимические реакции. Затем эта крошечная капелька воды была заключена в полимеросому (polymersome), оболочку из более сложного полимерного материала – polybutadiene-b-poly, которая стала играть роль клеточной мембраны.
Схема из пресс-релиза Radboud University: First plastic cell with working organelle – ВМ.
Вся созданная учеными структура весьма напоминает по строению эукариотную клетку естественного происхождения. Более того, внутри этой искусственной структуры начали протекать многоступенчатые химические реакции, которые полностью повторяют весь путь преобразований белков и ферментов в живых клетках. Используя явление флюоресценции, ученым удалось проследить полный путь цепи химических превращений, происходящих внутри различных частей синтетической клетки и это стало доказательством того, что им удалось создать полимерную клетку с функционирующими органеллами.
«Сейчас мы работаем над способами управления перемещением различных химических компонентов в пределах клетки от одной органеллы к другой» – рассказывает профессор ван Хест, – «Моделирование процессов, происходящих в живых клетках, поможет нам глубже понять особенности их строения и этих процессов. И, в конце концов, все придет к тому, что мы сделаем искусственную клетку, практически не отличающуюся от живой клетки естественного происхождения».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
22.01.2014