Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Umelo vytvorené bunky napodobňujú základné funkcie živých buniek

Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
20. 9. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Vedcom z New Yorkskej univerzity a z Chicagskej univerzity sa podarilo vyvinúť umelé bunky, ktoré sú vyrobené z nebiologickej hmoty. Tieto umelé bunky pritom dokážu napodobniť základné funkcie tých živých.

Veda odhalila, že každá bunka je ohromne komplexné organické chemické laboratórium fungujúce na algoritmoch zakódovaných na vláknach DNA. Znovu vytvoriť niečo, čo sa podobá aj tým najjednoduchším bunkám v laboratóriu, je stále sen, no vedci sa už desaťročia pokúšajú napodobniť najzákladnejšie bunkové funkcie kvôli veľkému počtu potenciálnych aplikácií.

Najzákladnejšou funkciou biologických buniek je zhromažďovať energiu vo forme molekúl, ako je glukóza, z okolitého prostredia a používať túto energiu pre „napumpovanie“ molekúl, ako sú aminokyseliny, aby rástli a reprodukovali sa.

V novej štúdii sa vedci snažili napodobniť aktívnu transportnú funkciu bez toho, aby sa pokúsili reprodukovať komplexné mechanizmy, ktoré bunky používajú. Živé bunky majú zložité membrány, pričom proteínové kanály a čerpacie mechanizmy poháňajú mitochondrie a adenozíntrifosfát, ktoré umožňujú bunkám „napumpovať“ vybrané molekuly dovnútra a von cez membránu, aj keď to znamená pracovať proti osmotickému tlaku v dôsledku rozdielov v koncentráciách iónov.

Vedci vytvorili umelé bunky, ktoré môžu prijímať, spracovávať a vylučovať materál.

To je príliš ambiciózne, takže sa tím rozhodol vytvoriť z polymérov bubliny o veľkosti červených krviniek a prepichnúť ich, aby umožnili priechod častíc, čím napodobňujú proteínový kanál bunky. Namiesto mitochondrií mal „bunkový mimik“ v kanáli malý kúsok svetlom aktivovaného katalyzátora. Zažiarením svetla na katalyzátore sa spustí chemickú reakciu, ktorá funguje ako čerpadlo na pretiahnutie materiálu kanálom. Vypnutím svetla sa materiál zachytí vo vnútri a obráti sa reakcia, čím sa materiál na požiadanie vylúči.

Zjednodušene povedané, tento mechanizmus umožňuje umelej bunke napodobňovať pohlcovanie, ukladanie, spracovanie a vylučovanie hmoty ako to robia živé bunky. Podľa tímu je možné napodobniť bunky, ktoré je možné vyrábať vo veľkých množstvách, a potenciálne ich použiť na čistenie vody požitím mikroskopických znečisťujúcich látok a baktérií, ako je E. coli. Okrem toho môže byť možné naložiť umelé bunky liekmi a potom ich na príkaz uvoľniť. Ďalším krokom bude napodobnenie ďalších funkcií a nájdenie spôsobov, ako by napodobeniny bunky mohli navzájom komunikovať.

Výskum bol publikovaný v magazíne Nature.