علاوه بر ارزش علمی بنیادی آن، موفقیت در ساخت سلول‌های مصنوعی خودمتحرک، کاربردهای بالقوه بسیاری را در زیست‌پزشکی و ساخت‌وساز نیز ایجاد می‌کند - عکس: هوش مصنوعی
در مقاله‌ای که در مجله‌ی ساینس منتشر شده است، گروهی از دانشمندان در موسسه بیوتکنولوژی کاتالونیا (IBEC) ، دانشگاه بارسلونا، کالج دانشگاهی لندن، دانشگاه لیورپول، موسسه بیوفیزیکا و بنیاد علمی ایکرباسک می‌گویند که این سلول مصنوعی یکی از ساده‌ترین ساختارهایی است که تاکنون ساخته شده است: این سلول فقط از یک غشای لیپیدی، یک آنزیم و یک منفذ تشکیل شده است. با این حال، این سلول توانایی جهت‌یابی و حرکت بر اساس واکنش‌های شیمیایی را دارد، دقیقاً مانند نحوه‌ای که اسپرم تخمک‌ها را پیدا می‌کند یا گلبول‌های سفید خون علائم عفونت را ردیابی می‌کنند.
این پدیده کموتاکسی نامیده می‌شود، توانایی حرکت بر اساس غلظت‌های شیمیایی، که یک مهارت مهم برای بقا در دنیای بیولوژیکی است. نکته خاص در مورد این سلول مصنوعی این است که به ساختارهای پیچیده‌ای مانند تاژک یا گیرنده نیاز ندارد.
پروفسور جوزپه باتالیا (IBEC) گفت: «ما تمام این تحرک را تنها با سه عنصر بازسازی کردیم: یک غشاء، یک آنزیم و یک منفذ هسته‌ای. بدون هیچ دردسری. و سپس قوانین پنهان زندگی پدیدار شدند.»
سلول‌های مصنوعی از لیپوزوم‌ها، حباب‌های چربی که غشاهای سلولی واقعی را تقلید می‌کنند، ساخته شده‌اند. هنگامی که در محیطی با گرادیان غلظت گلوکز یا اوره قرار می‌گیرند، آنزیم‌های داخل لیپوزوم‌ها با این مولکول‌ها واکنش می‌دهند و اختلاف غلظت ایجاد می‌کنند.
این عدم تعادل، جریانی میکروسکوپی در سطح سلول ایجاد می‌کند و آن را به سمت غلظت بالاتر هل می‌دهد. منافذ غشا به عنوان یک «دریچه آبگیر» کنترل‌شده عمل می‌کنند و عدم تقارن لازم برای تولید نیروی رانش را ایجاد می‌کنند، مشابه روشی که یک قایق با جریان آب خود را به حرکت در می‌آورد.
این تیم در آزمایش‌های خود، بیش از ۱۰،۰۰۰ سلول مصنوعی را در کانال‌های میکروفلوئیدیک تحت شرایط گرادیان کاملاً کنترل‌شده بررسی کردند. نتایج نشان داد که سلول‌هایی با منافذ هسته‌ای بیشتر، با شدت بیشتری در جهت کموتاکسی حرکت می‌کنند؛ سلول‌های بدون منافذ فقط به صورت غیرفعال، احتمالاً با انتشار ساده، حرکت می‌کنند.
در طبیعت، حرکت یک استراتژی حیاتی برای بقا است که به سلول‌های زنده کمک می‌کند تا مواد مغذی را پیدا کنند، از سموم دوری کنند و رشد خود را هماهنگ کنند. شبیه‌سازی دقیق این پدیده تنها با سه جزء حداقلی، دانشمندان را به رمزگشایی از چگونگی شروع حرکت حیات در تکامل اولیه آن نزدیک‌تر کرده است.
این تحقیق علاوه بر ارزش علمی بنیادی خود، کاربردهای بالقوه بسیاری را در زیست‌پزشکی و ساخت‌وساز نیز ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، سلول‌های مصنوعی می‌توانند برای رساندن داروها به محل صحیح آسیب در بدن، تشخیص تغییرات شیمیایی در ریزمحیط یا ایجاد سیستم‌های خودسازمانده قابل برنامه‌ریزی در صنعت ساخت‌وساز طراحی شوند.
از آنجا که این اجزای سلولی در زیست‌شناسی فراگیر هستند، می‌توان آنها را در مقیاس بزرگتر یا تطبیق داد تا میکروربات‌های زیست‌تقلیدی نرمی ایجاد شوند که نیازی به قاب‌های فلزی یا مدارهای الکترونیکی ندارند.
پروفسور باتالیا تشبیه کرد: «به حرکت یک سلول مصنوعی از نزدیک نگاه کنید. درون آن راز نهفته است: اینکه سلول چگونه زمزمه می‌کند، چگونه چیزهای حیاتی را منتقل می‌کند. اما زیست‌شناسی طبیعی بیش از حد پر سر و صدا و بیش از حد دقیق است. بنابراین ما کمی «تقلب» می‌کنیم. و سپس همه چیز ساده، زیبا و یک موسیقی شیمیایی خالص می‌شود.»
منبع: https://tuoitre.vn/lan-dau-tien-tao-ra-te-bao-nhan-tao-tu-di-chuyen-20250727080301666.htm
نظر (0)