Искусственные клетки, которые могут чувствовать и реагировать на окружающую среду

Имперского колледжа в Лондоне ученые создали искусственные клетки, которые имитируют биологические клетки реагируют на химические изменения в их окружении.

Искусственных клеток может быть использован, чтобы ощутить изменения в организме и реагировать, выпуская молекулы наркотиков, или в смысле и удалить вредные металлы в окружающей среде.

Отвечая на химические изменения-это важнейшая функция биологических клеток. Например, клетки могут реагировать на химические вещества, путем создания определенных белков, повышая выработку энергии, или самоуничтожения. Химические вещества используются клетками для взаимодействия друг с другом и координировать ответ или послать сигнал, например импульс боли.

Однако, в природных клетках эти химические реакции могут быть очень сложными, с участием нескольких шагов. Это делает их сложно, например, если исследователи хотели сделать натуральные клетки производят что-то полезное, как молекулы наркотика.

Вместо этого, имперские ученые создают искусственные клетки, которые имитируют эти химические реакции гораздо более простым способом, что позволяет им быть более легко разработаны.

Теперь, команды создали первые искусственные клетки, которые могут чувствовать и реагировать на внешний химический сигнал посредством активации искусственного путь сигнализации. Они создали клетки, чувство ионов кальция и реагировать на флуоресцирующий (светящийся). Их результаты опубликованы сегодня в Трудах Национальной академии наук.

Первый автор Джеймс Хиндли, с кафедры химии Имперского, сказал: «Эти системы могут быть разработаны для использования в биотехнологии. Например, мы могли бы предусмотреть создание искусственных клеток, которые могут чувствовать раковые маркеры и синтезировать наркотик в организме, или искусственных клеток, которые могут чувствовать опасные тяжелые металлы в окружающей среде и выпускать селективные губки, чтобы очистить их.»

Команда создала искусственную клетку, которая имеет более мелкие ячейки (‘пузырьки’) внутри. Край ячейки образуется из мембраны, которая содержит поры, которые позволяют ионам кальция входить. Внутри клетки, ионы кальция активируют ферменты, которые вызывают пузырьки, чтобы освободить частицы, которые флуоресцируют.

Добавлено Джеймс: «биология развивались, чтобы быть надежной с помощью комплекса метаболических и регуляторных сетей. Это может сделать редактирование ячеек сложно, так как многие существующие пути химической реакции являются чрезвычайно сложными для копирования или инженер.

«Вместо этого, мы создали усеченную версию путь, встречающихся в природе, с использованием искусственных клеток и элементов из различных природных систем, чтобы сделать более короткому и эффективному пути, что приводит к тем же результатам.»

Система исследователей проще, поскольку не нужно учитывать многие вещи, клетки нуждаются в натуральных системах-таких, как побочные продукты, которые являются токсичными для клеток.

В рамках системы, поры мембраны и ферменты, активированные кальция из существующих биологических систем — фермент взят с пчелиным ядом, например, но они не будут найдены в той же среде, в природе.

Исследователи говорят, что это сила с помощью искусственных клеток, чтобы создать химические реакции — они могут более легко смешивать элементы нашли только в природе, чем они могут добавить внешний элемент в существующие биологические системы.

Успехи химии и нанотехнологии также могут быть интегрированы, создание систем и путей сложно инженера по биологии.

Соавтор профессор Оскар Кес, с кафедры химии Имперского, сказал: «подключи-и-играй аспект нашей системы, исследователи могут взять элементы из природы для создания новых химических тропа разработана с конкретными целями в виду.

«Наша система шаблон легко настраивается и может быть использован для быстрого тестирования любой новой комбинации элементов исследователи придумали».