Ученые создали искусственные фотосинтетические клетки
Москва, 11:42, 26 Мар 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Специалисты из Токийского технологического института создали простые искусственные клетки, способные вырабатывать химическую энергию, которая помогает им синтезировать собственные элементы.
Проект является важным шагом к созданию полноценных фотосинтетических структур, сообщает sciencedaily.com. Он также может пролить свет на то, как древние клетки используют солнечный свет в качестве источника энергии.
Выводы исследования опубликованы в Nature Communications.
Ученые давно пытались создать искусственные клетки, способные генерировать свои компоненты с помощью энергии из окружения. Команда из Токийского технологического института объединила бесклеточную систему синтеза белка, содержащую макромолекулы из живых структур, и протеолипосомы. В последнюю входят протеины АТФ-синтаза и бактериородопсин – вещество, используемое примитивными микробами для преобразования солнечного света в энергию. Получившиеся искусственные клетки могут производить водородный ионный градиент, помогающий запускать различные процессы, включая производство белка.
Как и ожидалось, синтезированный АТФ выступил в роли основы для транскрипции – процесса получения матричной РНК из ДНК, и энергии для перевода, при котором из мРНК появляются протеины. В структуру включили гены для синтазы и бактериородопсина. Они привели к синтезу новых копий белков, которые спонтанно внедрились в искусственные органеллы, увеличивая их фотосинтетическую активность.
«Я долго пытался создать клетки, делая особый упор на мембраны, — сказал адъюнкт-профессор Ютэцу Курума, возглавлявший команду. – Здесь мы получили искусственные клетки внутри липидной мембраны, в которых находились небольшие мембранные структуры».
Проект показал, что система может быть энергетически независимой. Она позволяет создавать самодостаточные клетки, как в биологии. Ученые надеются, что такие разработки помогут понять эволюционные процессы, предшествовавшие появлению автотрофов. Они также могут поспособствовать разработке устройств, чувствующих свет и запускающих биохимические реакции.
