科學家開發人造細胞樣結構 可模仿活細胞的基本功能
據外媒報導,來自紐約大學和芝加哥大學的科學家們已經開發出了由非生物物質製成的人造細胞,模仿了活體細胞的基本功能。 在實驗室里重建類似於甚至是最簡單的細胞的東西仍然是一個非常大的夢想,但是科學家們幾十年來一直試圖模仿最基本的細胞功能,因為有大量的潛在應用。
生物細胞最基本的功能是以葡萄糖等分子的形式從周圍環境中收集能量,並利用這些能量將氨基酸等分子泵入和泵出,以維持自身,生長和繁殖。
在這項新研究中,研究人員試圖模仿主動運輸功能,而不試圖重現細胞使用的複雜機制。 活細胞有錯綜複雜的膜,有蛋白質通道和由線粒體和三磷酸腺苷(ATP)驅動的”泵送”機制,使細胞能夠通過膜將選定的分子泵入和泵出,即使這意味著與離子濃度差異導致的滲透壓相對抗。
該團隊選擇用聚合物製造出紅細胞大小的氣泡,並刺穿它們讓顆粒通過,模仿細胞的蛋白質通道。 模仿細胞的通道內沒有線粒體,而是有一丁點光啟動的催化劑。 將光照在催化劑上,啟動一個化學反應,像泵一樣將材料拉過通道,而關閉光則將材料困在裡面並逆轉反應,按要求將材料排出。 更簡單地說,這種機制讓細胞類比攝取、儲存、處理和排出物質,就像一個活細胞。