בנוסף לערכה המדעי הבסיסי, הצלחת יצירת תאים מלאכותיים הנעים באופן עצמאי פותחת גם יישומים פוטנציאליים רבים בביו-רפואה ובבנייה - צילום: בינה מלאכותית
בעבודה שפורסמה בכתב העת Science, קבוצת מדענים ב המכון לביוטכנולוגיה של קטלוניה (IBEC) , אוניברסיטת ברצלונה, יוניברסיטי קולג' לונדון, אוניברסיטת ליברפול, מכון ביופיזיקה וקרן המדע איקרבסקה אומרים שהתא המלאכותי הוא אחד המבנים הפשוטים ביותר שנוצרו אי פעם: הוא מורכב רק מקרום ליפידי, אנזים ונקבובית. עם זאת, יש לו את היכולת לכוון את עצמו ולנוע על סמך תגובות כימיות, בדומה לאופן שבו תאי זרע מוצאים ביציות או תאי דם לבנים עוקבים אחר סימני זיהום.
תופעה זו נקראת כימוטקסיס, היכולת לנוע בהתאם לריכוזים כימיים, שהיא מיומנות הישרדות חשובה בעולם הביולוגי. המיוחד בתא מלאכותי זה הוא שהוא אינו זקוק למבנים מורכבים כמו שוטונים או קולטנים.
""שיחזרנו את כל הניידות הזו בעזרת שלושה אלמנטים בלבד: קרום, אנזים ונקבוביות גרעיניות. בלי שום טרחה. ואז צצו כללי החיים הנסתרים", שיתף פרופסור ג'וזפה באטאליה (IBEC)."
התאים המלאכותיים מורכבים מליפוזומים, בועות שומן המחקות קרומי תאים אמיתיים. כאשר הם ממוקמים בסביבה עם מפל ריכוזים של גלוקוז או אוריאה, אנזימים בתוך הליפוזומים מגיבים עם מולקולות אלו ויוצרים הפרש ריכוזים.
חוסר איזון זה יוצר זרימה מיקרוסקופית על פני התא, ודוחף אותו לצד של ריכוז גבוה יותר. נקבוביות הממברנה פועלות כ"שער סכר" מבוקר, ויוצרות את האסימטריה הדרושה ליצירת דחף, בדומה לאופן שבו סירה מניעה את עצמה על ידי זרימת המים.
בניסויים שלהם, הצוות בחן יותר מ-10,000 תאים מלאכותיים בתעלות מיקרופלואידיות תחת תנאי גרדיאנט מבוקרים היטב. התוצאות הראו שתאים עם יותר נקבוביות גרעיניות נעו בצורה נמרצת יותר בכיוון הכימוטקסיס; תאים ללא נקבוביות נעו באופן פסיבי בלבד, אולי על ידי דיפוזיה פשוטה.
בטבע, תנועתיות היא אסטרטגיית הישרדות חיונית המסייעת לתאים חיים למצוא חומרים מזינים, להימנע מרעלים ולתאם את צמיחתם. סימולציה מדויקת של תופעה זו באמצעות שלושה מרכיבים מינימליים בלבד קירבה את המדענים לפענוח כיצד החיים יכלו להתחיל לנוע באבולוציה המוקדמת שלהם.
בנוסף לערכו המדעי הבסיסי, המחקר פותח גם יישומים פוטנציאליים רבים בתחומי הביו-רפואה והבנייה. לדוגמה, ניתן לתכנן תאים מלאכותיים שיספקו תרופות למיקום הנזק הנכון בגוף, לזהות שינויים כימיים במיקרו-סביבה, או ליצור מערכות מתארגנות עצמית ניתנות לתכנות בתעשיית הבנייה.
מכיוון שרכיבים תאיים אלה נפוצים בכל הביולוגיה, ניתן להגדיל אותם או להתאים אותם ליצירת מיקרו-רובוטים ביומימטיים רכים שאינם דורשים מסגרות מתכת או מעגלים אלקטרוניים.
"התבוננו מקרוב בתא מלאכותי בתנועה. בתוכו טמון הסוד: איך התא לוחש, איך הוא מעביר דברים חיוניים. אבל הביולוגיה הטבעית רועשת מדי, מפורטת מדי. אז אנחנו 'מרמים' קצת. ואז הכל הופך להיות יעיל, יפה, מוזיקה כימית טהורה", השווה פרופסור באטאליה.
מקור: https://tuoitre.vn/lan-dau-tien-tao-ra-te-bao-nhan-tao-tu-di-chuyen-20250727080301666.htm
תגובה (0)