Prima celulă artificială auto-mișcătoare a fost creată

tế bào - Ảnh 1. — Pe lângă valoarea sa științifică fundamentală, succesul creării de celule artificiale automobilizate deschide și numeroase aplicații potențiale în biomedicină și construcții - Foto: AI

În lucrarea publicată în revista Science, un grup de oameni de știință de la Institutul de Biotehnologie din Catalonia (IBEC) , Universitatea din Barcelona, University College London, Universitatea din Liverpool, Institutul Biofisika și Fundația pentru Știință Ikerbasque spun că celula artificială este una dintre cele mai simple structuri create vreodată: este alcătuită doar dintr-o membrană lipidică, o enzimă și un por. Cu toate acestea, are capacitatea de a se orienta și de a se mișca pe baza unor reacții chimice, la fel cum spermatozoizii găsesc ovulele sau globulele albe urmăresc semnele de infecție.

Acest fenomen se numește chemotaxie, abilitatea de a se mișca în funcție de concentrațiile chimice, care este o abilitate importantă de supraviețuire în lumea biologică. Ceea ce este special la această celulă artificială este că nu are nevoie de structuri complexe, cum ar fi flageli sau receptori.

„Am recreat toată această mobilitate cu doar trei elemente: o membrană, o enzimă și un por nuclear. Fără complicații. Și apoi au ieșit la iveală regulile ascunse ale vieții”, a declarat profesorul Giuseppe Battaglia (IBEC).

Celulele artificiale sunt alcătuite din lipozomi, bule de grăsime care imită membranele celulare reale. Atunci când sunt plasate într-un mediu cu gradient de concentrație de glucoză sau uree, enzimele din interiorul lipozomilor reacționează cu aceste molecule, creând o diferență de concentrație.

Acest dezechilibru creează un flux microscopic pe suprafața celulei, împingând-o spre partea cu o concentrație mai mare. Porii membranei acționează ca o „ecluză” controlată, creând asimetria necesară pentru a genera împingere, similar modului în care o barcă se propulsează prin fluxul de apă.

În experimentele lor, echipa a examinat peste 10.000 de celule artificiale în canale microfluidice în condiții de gradient strict controlat. Rezultatele au arătat că celulele cu mai mulți pori nucleari s-au mișcat mai viguros în direcția chemotaxiei; celulele fără pori s-au mișcat doar pasiv, posibil prin difuzie simplă.

În natură, motilitatea este o strategie vitală de supraviețuire care ajută celulele vii să găsească nutrienți, să evite toxinele și să își coordoneze creșterea. Simularea precisă a acestui fenomen cu doar trei componente minime i-a adus pe oamenii de știință mai aproape de descifrarea modului în care viața ar fi putut începe să se miște în evoluția sa timpurie.

Pe lângă valoarea sa științifică fundamentală, cercetarea deschide și numeroase aplicații potențiale în biomedicină și construcții. De exemplu, celulele artificiale pot fi proiectate pentru a administra medicamente la locul corect al leziunilor din organism, pentru a detecta modificări chimice în micromediu sau pentru a crea sisteme programabile și autoorganizate în industria construcțiilor.

Deoarece aceste componente celulare sunt omniprezente în biologie, ele pot fi scalate sau adaptate pentru a crea microroboți biomimetici moi care nu necesită rame metalice sau circuite electronice.

„Priviți cu atenție o celulă artificială care se mișcă. În interiorul ei se află secretul: cum șoptește celula, cum transportă lucruri vitale. Dar biologia naturală este prea zgomotoasă, prea detaliată. Așa că «trișăm» puțin. Și apoi totul devine fluidizat, frumos, o muzică chimică pură”, a comparat profesorul Battaglia.

MINH HAI

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