Percubaan pertama untuk mencipta sel tiruan yang bergerak sendiri.

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

Dalam satu kajian 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 menyatakan bahawa sel buatan ini merupakan salah satu struktur paling ringkas yang pernah dicipta: hanya terdiri daripada membran lipid, enzim dan liang nuklear. Walau bagaimanapun, ia mempunyai keupayaan untuk mengorientasikan diri dan bergerak berdasarkan tindak balas kimia, sama seperti bagaimana sperma menemui telur mereka atau sel darah putih mengesan tanda-tanda jangkitan.

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

"Kami mencipta semula keseluruhan keupayaan untuk bergerak ini hanya dengan tiga elemen: membran, enzim dan liang nuklear. Tiada kekecohan. Dan kemudian hukum kehidupan yang mendasarinya muncul," kongsi Profesor Giuseppe Battaglia (IBEC).

Sel tiruan distrukturkan sebagai liposom, iaitu 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, menghasilkan perbezaan kepekatan.

Ketidakseimbangan ini mewujudkan aliran mikroskopik merentasi permukaan sel, menolaknya ke arah kepekatan yang lebih tinggi. Liang membran bertindak sebagai "saluran keluar" terkawal, mewujudkan asimetri yang diperlukan untuk menghasilkan tujahan, sama seperti bagaimana bot menggerakkan diri mereka menggunakan arus air.

Dalam eksperimen ini, pasukan penyelidikan telah memeriksa lebih 10,000 sel tiruan dalam saluran mikrofluidik di bawah keadaan kecerunan yang dikawal ketat. Keputusan menunjukkan bahawa sel-sel dengan banyak liang nuklear bergerak lebih kuat dalam arah kemotaksis, manakala sel tanpa liang bergerak secara pasif, mungkin disebabkan oleh resapan mudah.

Secara semula jadi, tropisme merupakan strategi kemandirian penting yang membantu sel hidup mencari nutrien, mengelakkan toksin dan menyelaraskan perkembangan. Simulasi fenomena ini dengan tepat hanya dengan tiga komponen minimalis telah membawa saintis lebih dekat untuk menguraikan bagaimana kehidupan mungkin mula bergerak pada peringkat awal evolusi.

Selain nilai saintifik asasnya, penyelidikan ini juga membuka banyak aplikasi berpotensi dalam bioperubatan dan pembinaan. Contohnya, sel tiruan boleh direka bentuk untuk menghantar ubat ke tapak kecederaan yang tepat di dalam badan, mengesan perubahan kimia dalam persekitaran mikro atau mencipta sistem yang boleh diatur sendiri dan boleh diprogramkan dalam industri pembinaan.

Oleh kerana komponen selular ini biasa dalam biologi, ia boleh ditingkatkan atau disesuaikan untuk menghasilkan bio-mikrobot lembut yang tidak memerlukan bingkai logam atau litar elektronik.

"Perhatikan dengan teliti sel tiruan yang bergerak. Di dalamnya terletak rahsia: bagaimana sel berbisik, bagaimana ia mengangkut bahan-bahan penting. Tetapi biologi semula jadi terlalu bising, terlalu terperinci. Jadi kita 'menipu' sedikit. Dan kemudian semuanya menjadi ramping, indah, simfoni kimia tulen," kata Profesor Battaglia, menggunakan analogi.

MINH HAI

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