自律型人工細胞の開発に成功したことで、その基礎的な科学的価値に加え、バイオメディカルや建設分野における多くの潜在的応用が期待されます - 写真: AI
サイエンス誌に掲載された論文では、 この人工細胞は、これまでに作られた中で最もシンプルな構造の一つです。カタルーニャ生物工学研究所（IBEC） 、バルセロナ大学、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン、リバプール大学、バイオフィジカ研究所、そしてイケルバスク科学財団によると、脂質膜、酵素、そして細孔のみで構成されています。しかし、精子が卵子を見つけたり、白血球が感染の兆候を追跡したりするのと同様に、化学反応に基づいて自らの方向を決め、移動する能力を備えています。
この現象は化学走性と呼ばれ、化学物質の濃度に応じて移動する能力であり、生物界における重要な生存能力です。この人工細胞の特別な点は、鞭毛や受容体のような複雑な構造を必要としないことです。
「私たちは、膜、酵素、核孔というたった3つの要素だけで、このすべての可動性を再現しました。手間はかかりませんでした。そして、生命の隠れたルールが浮かび上がってきたのです」と、ジュゼッペ・バッタリア教授（IBEC）は語りました。
この人工細胞は、実際の細胞膜を模倣した脂肪の泡であるリポソームでできています。グルコースまたは尿素の濃度勾配のある環境に置かれると、リポソーム内の酵素がこれらの分子と反応し、濃度差を生み出します。
この不均衡は細胞表面に微細な流れを生み出し、細胞を高濃度側へ押しやる。膜孔は制御された「水門」として機能し、推進力を生み出すために必要な非対称性を生み出す。これは、水の流れによって船が推進するのと似ている。
研究チームは実験において、厳密に制御された勾配条件下でマイクロ流体チャネル内の1万個以上の人工細胞を調べた。その結果、核孔の数が多い細胞は走化性の方向へより活発に移動するのに対し、核孔のない細胞は単純な拡散によって受動的にしか移動しないことが示された。
自然界において、運動は細胞が栄養素を見つけ、毒素を回避し、成長を調整するのに役立つ生存戦略です。この現象をわずか3つの最小限の要素で正確にシミュレートすることで、科学者は生命が進化の初期段階においてどのように運動を始めたのかを解明することに一歩近づきます。
この研究は、基礎的な科学的価値に加え、バイオメディカルや建設分野における多くの潜在的な応用を開拓します。例えば、人工細胞は、体内の適切な部位に薬剤を送達したり、微小環境における化学変化を検知したり、建設業界においてプログラム可能な自己組織化システムを構築したりするために設計することができます。
これらの細胞成分は生物学において遍在するため、拡大したり改造したりすることで、金属フレームや電子回路を必要としない柔らかいバイオニックマイクロロボットを作成することができます。
「人工細胞の動きをよく見てください。そこには秘密が隠されています。細胞がどのように囁き、どのように重要な物質を輸送するのか。しかし、自然の生物学はあまりにも騒々しく、あまりにも詳細です。そこで私たちは少し『ごまかす』のです。すると、すべてが合理化され、美しく、純粋な化学音楽のように聞こえるのです」とバッタリア教授は例えました。
出典: https://tuoitre.vn/lan-dau-tien-tao-ra-te-bao-nhan-tao-tu-di-chuyen-20250727080301666.htm
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