Sel tiruan bergerak sendiri pertama dicipta

tế bào - Ảnh 1. — Sebagai tambahan kepada nilai saintifik asasnya, kejayaan mencipta sel tiruan bergerak sendiri juga membuka banyak aplikasi yang berpotensi dalam bioperubatan dan pembinaan - Foto: AI

Dalam kerja yang diterbitkan dalam jurnal Science, sekumpulan saintis di Institut Bioteknologi Catalonia (IBEC) , Universiti Barcelona, University College London, Universiti Liverpool, Institut Biofisika dan Yayasan Sains Ikerbasque mengatakan sel tiruan ialah salah satu struktur paling mudah pernah dicipta: ia hanya terdiri daripada membran lipid, enzim dan liang. Namun ia mempunyai keupayaan untuk mengorientasikan dirinya dan bergerak berdasarkan tindak balas kimia, sama seperti cara sperma mencari telur atau sel darah putih menjejaki tanda jangkitan.

Fenomena ini dipanggil chemotaxis, keupayaan untuk bergerak mengikut kepekatan kimia, yang merupakan kemahiran hidup yang penting dalam dunia biologi. Apa yang istimewa tentang sel buatan ini ialah ia tidak memerlukan struktur kompleks seperti flagela atau reseptor.

"Kami mencipta semula semua mobiliti ini dengan hanya tiga elemen: membran, enzim dan liang nuklear. Tiada kekecohan. Dan kemudian peraturan hidup yang tersembunyi muncul," kongsi Profesor Giuseppe Battaglia (IBEC).

Sel tiruan terdiri daripada liposom, gelembung lemak yang meniru membran sel sebenar. Apabila diletakkan dalam persekitaran dengan kecerunan kepekatan glukosa atau urea, enzim di dalam liposom bertindak balas dengan molekul ini, mewujudkan perbezaan kepekatan.

Ketidakseimbangan itu mewujudkan aliran mikroskopik merentasi permukaan sel, menolaknya ke arah bahagian kepekatan yang lebih tinggi. Liang-liang membran bertindak sebagai "pintu air" terkawal, mewujudkan asimetri yang diperlukan untuk menghasilkan tujahan, sama seperti cara bot menggerakkan dirinya melalui aliran air.

Dalam eksperimen mereka, pasukan itu memeriksa lebih daripada 10,000 sel tiruan dalam saluran mikrofluidik di bawah keadaan kecerunan yang dikawal ketat. Keputusan menunjukkan bahawa sel-sel dengan lebih banyak liang nuklear bergerak lebih cergas ke arah chemotaxis; sel tanpa liang hanya bergerak secara pasif, mungkin melalui resapan mudah.

Secara semula jadi, motilitas ialah strategi kelangsungan hidup penting yang membantu sel hidup mencari nutrien, mengelakkan toksin dan menyelaraskan pertumbuhannya. Mensimulasikan fenomena ini dengan tepat dengan hanya tiga komponen minimum telah membawa saintis lebih dekat untuk menguraikan bagaimana kehidupan mungkin mula bergerak dalam evolusi awalnya.

Sebagai tambahan kepada nilai saintifik asasnya, penyelidikan itu juga membuka banyak aplikasi yang berpotensi dalam bioperubatan dan pembinaan. Sebagai contoh, sel tiruan boleh direka bentuk untuk menghantar ubat ke lokasi kerosakan yang betul dalam badan, mengesan perubahan kimia dalam persekitaran mikro, atau mencipta sistem pengatur diri yang boleh diprogramkan dalam industri pembinaan.

Oleh kerana komponen selular ini terdapat di mana-mana dalam biologi, ia boleh ditingkatkan atau disesuaikan untuk mencipta mikrorobot biomimetik lembut yang tidak memerlukan bingkai logam atau litar elektronik.

"Lihat dengan teliti pada sel tiruan yang bergerak. Di dalamnya terdapat rahsia: bagaimana sel berbisik, bagaimana ia mengangkut benda-benda penting. Tetapi biologi semula jadi terlalu bising, terlalu terperinci. Jadi kita 'menipu' sedikit. Dan kemudian semuanya menjadi lancar, cantik, muzik kimia tulen, " Profesor Battaglia menyamakan.

MINH HAI

Sumber: https://tuoitre.vn/lan-dau-tien-tao-ra-te-bao-nhan-tao-tu-di-chuyen-20250727080301666.htm