I tillegg til den grunnleggende vitenskapelige verdien, åpner suksessen med å lage selvbevegelige kunstige celler også for mange potensielle bruksområder innen biomedisin og konstruksjon - Foto: AI
I arbeidet som er publisert i tidsskriftet Science, har en gruppe forskere ved Instituttet for bioteknologi i Catalonia (IBEC) , Universitetet i Barcelona, University College London, Universitetet i Liverpool, Biofisika-instituttet og Ikerbasque Science Foundation sier at den kunstige cellen er en av de enkleste strukturene som noen gang er laget: den består av bare en lipidmembran, et enzym og en pore. Likevel har den evnen til å orientere seg og bevege seg basert på kjemiske reaksjoner, omtrent på samme måte som sædceller finner egg eller hvite blodlegemer sporer tegn på infeksjon.
Dette fenomenet kalles kjemotaksi, evnen til å bevege seg i henhold til kjemiske konsentrasjoner, noe som er en viktig overlevelsesevne i den biologiske verden . Det spesielle med denne kunstige cellen er at den ikke trenger komplekse strukturer som flageller eller reseptorer.
«Vi gjenskapte all denne mobiliteten med bare tre elementer: en membran, et enzym og en kjernepore. Ikke noe styr. Og så dukket livets skjulte regler opp», delte professor Giuseppe Battaglia (IBEC).
De kunstige cellene er bygd opp av liposomer, fettbobler som etterligner ekte cellemembraner. Når de plasseres i et miljø med en glukose- eller ureakonsentrasjonsgradient, reagerer enzymer inne i liposomene med disse molekylene, noe som skaper en konsentrasjonsforskjell.
Denne ubalansen skaper en mikroskopisk strømning over celleoverflaten, som presser den mot siden med høyere konsentrasjon. Membranporene fungerer som en kontrollert «sluseport», som skaper asymmetrien som er nødvendig for å generere skyvekraft, på samme måte som en båt driver seg selv frem av vannstrømmen.
I eksperimentene sine undersøkte teamet mer enn 10 000 kunstige celler i mikrofluidiske kanaler under strengt kontrollerte gradientforhold. Resultatene viste at celler med flere kjerneporer beveget seg kraftigere i retning av kjemotaksi; celler uten porer beveget seg bare passivt, muligens ved enkel diffusjon.
I naturen er motilitet en viktig overlevelsesstrategi som hjelper levende celler med å finne næringsstoffer, unngå giftstoffer og koordinere veksten sin. Å simulere dette fenomenet nøyaktig med bare tre minimale komponenter har brakt forskere nærmere å tyde hvordan livet kan ha begynt å bevege seg i sin tidlige evolusjon.
I tillegg til sin grunnleggende vitenskapelige verdi, åpner forskningen også for mange potensielle bruksområder innen biomedisin og bygg og anlegg. For eksempel kan kunstige celler utformes for å levere medisiner til riktig skadested i kroppen, oppdage kjemiske endringer i mikromiljøet eller lage programmerbare selvorganiserende systemer i byggebransjen.
Fordi disse cellulære komponentene er allestedsnærværende i biologien, kan de skaleres opp eller tilpasses for å lage myke biomimetiske mikroroboter som ikke krever metallrammer eller elektroniske kretser.
«Se nøye på en kunstig celle som beveger seg. Inni den ligger hemmeligheten: hvordan cellen hvisker, hvordan den transporterer vitale ting. Men naturlig biologi er for støyende, for detaljert. Så vi «jukser» litt. Og så blir alt strømlinjeformet, vakkert, ren kjemisk musikk», sammenlignet professor Battaglia.
Kilde: https://tuoitre.vn/lan-dau-tien-tao-ra-te-bao-nhan-tao-tu-di-chuyen-20250727080301666.htm
Kommentar (0)