Созданы самые совершенные искусственные клетки
Logo
Cover

Ни один биолог не перепутает искусственные клетки, созданные в Калифорнийском университете в Сан-Диего, с настоящими. Тем не менее, они могут производить белок, общаться с соседями и менять поведение в зависимости от химических сигналов.

Первым этапом создания искусственных клеток был синтез крошечных капель, содержащих ДНК, минералы и акрилат. Ультрафиолетовое излучение и химическая обработка стимулировали образование пористой акрилатной мембраны вокруг каждой капли. При этом минералы и ДНК внутри нее конденсировались в аналог ядра, сообщает Science Magazine.

Чтобы изучить, насколько хорошо искусственная клетка справляется с ситезом белка, ученые внедрили в ее «ядро» ДНК, кодирующую зеленый флуоресцентный белок (ЗФБ). Добавив в клетку смесь ферментов и рибосомы, исследователи добились синтеза ЗФБ. Затем команда объединила в одной культуре клетки, способные и неспособные производить ЗФБ.

Спустя два часа клетки без гена ЗФБ получили этот белок от соседей, что говорит о способности искусственных клеток к коммуникации.

Кроме того, у синтетических клеток обнаружилось чувство кворума — способность менять поведение в зависимости от химических свойств окружающих клеток. Ученые высадили в культуру несколько клеток, которые производят белок, активирующий синтез ЗФБ. При небольшой плотности клеток ни одна из них не начала синтезировать ЗФБ, однако при достижении пороговой плотности все они засветились зеленым.

По мнению ученых, искусственные клетки могут найти множество применений в различных сферах. Например, их можно будет использовать для доставки лекарств или выявления биомаркеров болезней, в том числе рака.

Также большие массивы искусственных клеток станут основой для умных тканей и материалов, чувствительных к окружению.

В ходе дальнейших исследователей команда намерена научить искусственные клетки расти и делиться. Кроме того, необходимо обеспечить их совместимость с живыми клетками.

Одно из возможных применений искусственных клеток — борьба с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Простые синтетические клетки, разработанные в Калифорнийском университете в Дейвисе, находят бактерии по химическому следу и уничтожают их. По мнению ученых, такие структуры можно будет непосредственно вводить пациентам.