Створені перші у світі штучні функціонуючі клітини, виготовлені із синтетичних полімерів
За декілька минулих років вчені-хіміки та біохіміки добилися значних успіхів у створенні деяких видів синтетичних тканин, що є аналогами тканин живих клітин, в отриманні синтетичної ДНК та у створенні інших компонентів, з яких можна зібрати такі синтетичні живі клітини. І ось вперше в історії науки дослідники з університету Radboud University Nijmegen, Нідерланди, зробили штучну эукариотную клітку, клітку, в надрах якої знаходяться штучні органиоиды і всередині якому протікають біохімічні реакції, аналогічні реакцій, що протікають в клітинах живих організмів.
Еукаріотичні клітини є базовими стандартними блоками всіх складних життєвих форм, таких, як рослини і тварини. Їх головна відмінність від клітин більш простих і стародавніх життєвих форм полягає у присутності всередині таких органоїдів клітин, які являють собою окремі одиниці, що виконують одну або кілька певних функцій. Саме наявність органоїдів дозволяє клітинам відтворювати велику кількість різноманітних хімічних реакцій в умовах вкрай обмеженого внутрішнього простору клітини.
Поява клітин еукаріотних клітин було одним із найбільш важливих етапів розвитку життя на Землі в найбільш ранній період існування життя на нашій планеті. Також еукаріотичні клітини являють собою предмет підвищеного інтересу з боку вчених-біохіміків, оскільки вони здатні виробляти одночасно безліч різних хімічних реакцій, що проходять на дуже малих масштабах, що дуже важко реалізувати на рівні лабораторних установок.
"Безліч конкуруючих груп учених працюють у галузі біології та біохімії, вони створюють різні компоненти життєвих форм, клітинні тканини, амінокислоти, ДНК і т.п. Деяким групам вже вдалося синтезувати найпростіші живі клітини, ми ж пішли трохи далі і створили складну синтетичну клітку з органоидами і нуклеотидами" - розповідає професор Ян ван Хест (Jan van Hest), який керував науковою групою, - "Наступним нашим кроком стане створення синтетичної клітини, яка зможе сама себе забезпечити необхідною енергією".
Створюючи синтетичну эукариотную клітку, дослідники використовували як реактора крапельку води. В цю води були введені крихітні сфери з полістирену-б, заповнені різноманітними ферментами і білками, завдяки якій в надрах майбутньої клітини протікають певні біохімічні реакції. Потім ця крихітна крапелька води була укладена в оболонку з більш складного полімерного матеріалу polybutadiene-b-poly polymersome, яка стала грати роль клітинної мембрани.
Вся створена вченими структура вельми нагадує за будовою эукариотную клітку природного походження. Більше того, всередині цієї штучної структури почали протікати багатоступінчасті хімічні реакції, які повністю повторюють весь шлях перетворень білків і ферментів в живих клітинах. Використовуючи явище флуоресценції, вченим вдалося простежити повний шлях ланцюга хімічних перетворень, що відбуваються всередині різних частин синтетичної клітини і це стало доказом того, що їм вдалося створити полімерну клітку з функціонуючими органоидами.
"Зараз ми працюємо над способами управління переміщенням різних хімічних компонентів в межах клітини від одного органоида до іншого" - розповідає професор ван Хест, - "Моделювання процесів, що відбуваються в живих клітинах, допоможе нам глибше зрозуміти особливості їх будови та цих процесів. І, врешті-решт, все прийде до того, що ми зробимо штучну клітину, що практично не відрізняється від живої клітини природного походження".