İlk kendi kendine hareket eden yapay hücre yaratıldı

İlk yapay hücre, yalnızca üç temel bileşen ve kimya yasalarını kullanarak canlılık olmadan hareket edebiliyor. Bu keşif, sentetik biyolojide yeni ufuklar açıyor ve canlılığın nasıl hareket ettiğini açıklıyor.

Temel bilimsel değerinin yanı sıra, kendi kendine hareket eden yapay hücreler yaratmanın başarısı, biyomedikal ve inşaat alanlarında birçok potansiyel uygulamaya da kapı açıyor - Fotoğraf: AI

Science dergisinde yayınlanan çalışmada, bir grup bilim insanı, Katalonya Biyoteknoloji Enstitüsü (IBEC) , Barselona Üniversitesi, University College London, Liverpool Üniversitesi, Biofisika Enstitüsü ve Ikerbasque Bilim Vakfı, yapay hücrenin şimdiye kadar yaratılmış en basit yapılardan biri olduğunu belirtiyor: sadece bir lipit zar, bir enzim ve bir gözenekten oluşuyor. Ancak, tıpkı spermin yumurtaları bulması veya akyuvarların enfeksiyon belirtilerini takip etmesi gibi, kimyasal reaksiyonlara dayanarak yönünü bulma ve hareket etme yeteneğine sahip.

Bu olguya kemotaksi denir, yani kimyasal konsantrasyonlara göre hareket etme yeteneği, biyolojik dünyada önemli bir hayatta kalma becerisidir. Bu yapay hücrenin özelliği, kamçı veya reseptör gibi karmaşık yapılara ihtiyaç duymamasıdır.

Profesör Giuseppe Battaglia (IBEC), "Tüm bu hareketliliği sadece üç elementle yeniden yarattık: bir zar, bir enzim ve bir nükleer gözenek. Hiç uğraşmadan. Ve sonra yaşamın gizli kuralları ortaya çıktı," diye paylaştı.

Yapay hücreler, gerçek hücre zarlarını taklit eden yağlı baloncuklar olan lipozomlardan oluşur. Glikoz veya üre konsantrasyon gradyanına sahip bir ortama yerleştirildiğinde, lipozomların içindeki enzimler bu moleküllerle reaksiyona girerek bir konsantrasyon farkı yaratır.

Bu dengesizlik, hücre yüzeyinde mikroskobik bir akış oluşturarak onu daha yüksek konsantrasyona doğru iter. Membran gözenekleri, tıpkı bir teknenin su akışıyla kendini itmesi gibi, itme kuvveti oluşturmak için gereken asimetriyi yaratan kontrollü bir "su yolu kapısı" görevi görür.

Ekip, deneylerinde, sıkı bir şekilde kontrol edilen gradyan koşulları altında mikroakışkan kanallarda 10.000'den fazla yapay hücreyi inceledi. Sonuçlar, daha fazla nükleer gözenekli hücrelerin kemotaksi yönünde daha güçlü hareket ettiğini; gözeneksiz hücrelerin ise yalnızca pasif olarak, muhtemelen basit difüzyon yoluyla hareket ettiğini gösterdi.

Doğada hareketlilik, canlı hücrelerin besin bulmasına, toksinlerden kaçınmasına ve büyümelerini koordine etmesine yardımcı olan hayati bir hayatta kalma stratejisidir. Bu olgunun yalnızca üç minimal bileşenle doğru bir şekilde simüle edilmesi, bilim insanlarını yaşamın erken evriminde nasıl hareket etmeye başlamış olabileceğini çözmeye bir adım daha yaklaştırdı.

Temel bilimsel değerinin yanı sıra, araştırma biyomedikal ve inşaat alanlarında da birçok potansiyel uygulama alanı açıyor. Örneğin, yapay hücreler, vücuttaki hasarın doğru noktasına ilaç ulaştırmak, mikro ortamdaki kimyasal değişiklikleri tespit etmek veya inşaat sektöründe programlanabilir, kendi kendini organize eden sistemler oluşturmak için tasarlanabilir.

Bu hücresel bileşenler biyolojide her yerde bulunduğundan, metal çerçevelere veya elektronik devrelere ihtiyaç duymayan yumuşak biyomimetik mikrorobotlar yaratmak için ölçeklendirilebilir veya uyarlanabilirler.

"Hareket eden bir yapay hücreye yakından bakın. İçinde sır yatıyor: Hücrenin nasıl fısıldadığı, hayati şeyleri nasıl taşıdığı. Fakat doğal biyoloji çok gürültülü, çok detaylı. Bu yüzden biraz 'hile' yapıyoruz. Sonra her şey akıcı, güzel, saf bir kimyasal müzik haline geliyor," diye benzetti Profesör Battaglia.

MINH HAI

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