Искусственные и биологические клетки работают вместе в роли миниатюрных химических фабрик

Москва, 17:37, 14 Мар 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследователи объединили живые и неживые клетки, впервые позволив им работать вместе и создав основу для новых разработок.

Система, в которой биологические клетки находятся внутри искусственных, была разработана командой Имперского колледжа Лондона. Она позволяет стимулировать способность первых обрабатывать химикаты, защищая их от окружающей среды. Система может привести к таким разработкам, как клеточные «батареи», подпитываемые фотосинтезом, создающие препараты внутри организма и биологические датчики, выдерживающие экстремальные условия.

Ранее для создания синтетических структур использовали части живых механизмов, вроде ферментов, для поддержания химических реакций. Новое исследование, представленное в Scientific Reports, пошло на шаг дальше, погрузив целые клетки в искусственную оболочку. Синтетические клетки также содержат ферменты, участвующие в производстве новых продуктов живыми структурами. В эксперименте, доказывающее работоспособность концепции, система произвела флуоресцентный химикат.

«Биологические клетки способны выполнять сложные функции, но их сложно контролировать при попытке усилить определенный аспект. Искусственные структуры легче запрограммировать, но они пока слишком простые, — отметил ведущий исследователь, профессор Оскар Кес. – Наша новая система помогает соединить эти элементы, чтобы их механизмы действовали в тандеме. Это – парадигма, меняющая мнение о способе разработки искусственных клеток, который может помочь ускорить исследования в здравоохранении и других сферах».

Команда задействовала микрожидкостные технологии. Использовав воду и масло, ученые создали капли нужного размера, содержащие биологические клетки и ферменты. Затем они нанесли на них искусственное защитное покрытие. Оно позволило структуре выжить в растворе с высокой концентрацией меди, обычно токсичной для биологических соединений. Это может быть полезным свойством при работе в человеческом теле, где искусственное покрытие будет защищать живые агенты от атак иммунной системы. Для улучшения работы структуры авторы планируют модифицировать оболочку, сделав ее больше похожей на биологическую мембрану.