Ученые смогли трансформировать искусственную клетку

Ученые смогли трансформировать искусственную клетку

Это большая мечта в области науки: начать с нуля, с простых искусственных микроскопических блоков и в конечном итоге закончить чем-то гораздо более сложным: живыми системами, новыми компьютерами или разнообразными материалами. На протяжении десятилетий ученые мечтали создать искусственные строительные блоки, которые могут самостоятельно собираться в больших количествах и брать на себя новые задачи по устранению разнообразных недостатков. Исследователи из Университета Южной Дании шагнули далеко вперед, чтобы сделать эту мечту реальностью.

«Потенциал таких новых систем почти безграничен, и многие ожидают, что эти новые материалы станут основой технологий будущего», - сказал научный сотрудник кафедры химии и прикладной биологии Университета Южной Дании Майк Хадорн на конференции в Цюрихе.

Майк Хадорн и его коллеги Ева Боензли, Кристиан Соренсен, Мартин Хэнкзик из Центра фундаментальных общих технологий работали над проектом по созданию нечто функционального из примитивных строительных блоков.


«Мы использовали короткие нити ДНК в качестве «умного» клея, чтобы на предварительном этапе связать искусственные клетки (пузырьки) и новые ткани идентичных структур», - говорит доктор Майк Хадорн.

В рамках проекта «Матрица для химических информационных технологий» доктор Майк Хадорн и его коллеги показали, что короткие нити ДНК могут управлять процессом самосборки искусственных пузырьков; искусственные пузырьки могут быть связаны так, как запрограммировал человек, производящий эксперимент, и что собранные конструкции могут быть вновь воссозданы, когда срабатывает инструкция извне.

В своей научной статье, опубликованной в журнале «Ленгмюр», исследователи из Италии и Японии не только усложнили самоорганизующиеся структуры, состоящие из нескольких типов искусственных пузырьков, но также они использовали один вид пузырьков с основной клеточной структурой, полученной из бактериальных клеток. Это позволило перевести эти пузырьки в генетическую программу функционального белка.


Исследователи сумели проконтролировать функциональные возможности механизмов, которые видны невооруженным глазом, их строение напоминает естественные ткани.

Методы построения простых искусственных сооружений с использованием нитей ДНК, которые действуют как клей, позволили исследователям преодолеть недостатки в использовании методов, влияющих на проектирование структуры искусственных клеток более высокого порядка.

«Так как искусственные пузырьки напоминают природные клетки по численности и составу, они являются идеальной отправной точкой для множества открытий. Например, пузырьки могут быть применены в медицине для заживления ран. Рану необходимо будет определенным способом накрыть пузырьками, которые будут защищать не только естественные клетки, но и способствовать их делению. Таким образом, эти возрожденные природные клетки могут взять на себя защитную функцию», - объясняет Майк Хадорн.

Новые системы также ценны при изучении клеток.

«Природные организмы являются сложными. Но простые модельные системы, например, тканеподобные структуры человеческого организма, могут помочь раскрыть тайны связей и деления клеток».

Помимо применения в медицине и естественных науках, можно также использовать собранные пузырьки в виде небольших биореакторов.

«Это очень похоже на приготовление пищи, - объясняет доктор Хадорн. - Если вы готовите еду, то используете не одну емкость для приготовления. Потому что невозможно приготовить мясо, картофель, а также овощи в одной посуде. Используя различные емкости, вы убеждаетесь, что условия для подготовки каждого компонента являются оптимальными. В науке мы часто сталкиваемся с подобными проблемами, когда нужно перевести биореакторы в одну емкость. Используя микроскопические емкости (т.е. пузырьки), которые загружаются с определенным набором веществ и находятся в непосредственной близости друг к другу, можно говорить о микроскопических биореакторах, в которых открываются так называемые ворота, чтобы вещества могли проникнуть из одного пузырька в другой. Это гарантирует, что условия реакции являются оптимальными для синтеза продуктов».

Newsland.ru

Похожие новости:
Ученые создали программу для чтения мыслей
Американские ученые из Калифорнийского университета в Беркли нашли способ читать мысли и при необходимости трансформировать их в слова. Они отметили, что новая разработка в первую очередь призвана помочь людям, которые потеряли возможность разговаривать вследствие определенного заболевания. В ходе эксперимента ученые ..
2012-02-11 2975 2 Научные открытия
2
Ученые впервые синтезировали ДНК с тремя парами оснований
Американские ученые из TSRI (The Scripps Research Institute, Исследовательский институт Скриппса) впервые синтезировали ДНК с тремя парами оснований и вырастили на ее основе культуру бактерий, способных к самовоспроизводству. Биологи представили свою работу в журнале Nature, кратко с ее результатами можно ..
2014-05-08 1902 0 Научные открытия
0
Из ДНК-оригами сделали генный выключатель
Ученые из Массачусетского технологического института разработали способ выключения отдельных генов в клетках с помощью РНК-интерференции. Он подразумевает доставку в клетки специальных РНК с помощью частиц, созданных по принципу технологии ДНК-оригами. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology, с ее кратким содержанием можноознакомиться ..
2012-06-4 1667 0 Научные открытия
0
Канадские ученые нашли способ выращивания стволовых клеток
Канадские и итальянские исследователи нашли "главный управляющий ген" для стволовых клеток человеческой крови. Ученые обнаружили, что с помощью включения и отключения данного гена можно получить эффективный способ выращивания стволовых клеток крови, пригодных для клинического использования. Как заявил ..
2012-11-13 2319 0 Научные открытия
0
Ученые изготовили кости из стволовых клеток
Ученый биотехнолог из Фонда стволовых клеток в Нью-Йорке Джузеппе де Пеппо сообщил, что перепрограммирование стволовых клеток позволило создать искусственный аналог человеческой кости. Новая разработка создает универсальный способ излечения пациентов, не требующих пересадки живых тканей.Ученые уже смогли ..
2013-05-8 2015 0 Научные открытия
0
Ученые научились определять образы сновидения
По данным журнала Science Express, ученые из Японии смогли правильно определить зрительные образы с помощью томографии и компьютерного анализа, возникающие у человека в сновидениях.Опыты проводятся в лаборатории в Киото. Ученые сканируют активные участки мозга  в первые мгновения сна, при помощи ..
2013-04-10 1866 0 Научные открытия
-1
Молекулы спирта показались ученым упорядоченными
Нидерландские ученые показали, что в жидком спирте расположение молекул локально упорядочено. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters. Компьютерное моделирование, проведенное учеными, показало, что в жидкостях, в которых молекулы сильно взаимодействуют между собой, например ..
2014-11-14 2170 0 Научные открытия
1
Ученые изучили воздействие антибиотиков
Швейцарские ученые из  Лозанне смогли увеличить продолжительность жизни червей нематод на 60%. В корм червей ученые добавляли антибиотики, которые блокировали активность некоторых генов. До этого ученые проводили ряд опытов на мышах-долгожителях. Ученые заметили что у этих мышей ..
2013-05-25 2149 0 Научные открытия
1
Ученые изучили на бессмертие раковые клетки
Бессмертность раковых клеток объясняется их способностью обманывать естественные защитные механизмы, назначение которых заключается в способности пресекать полиферацию. Как правило раковые клетки используют фермент теломеразу для того, воздействовать на механизм преодоления, прогрессирующего укорочения хромосом после каждого ..
2012-07-29 2871 0 Научные открытия
0
Ученые добыли первые чистые стволовые клетки
Ученым удалось впервые получить чистые эмбриональные стволовые клетки, без загрязнения биологическим материалом. Первая чистая линия клеток - результат двенадцати лет работы Медицинского центра Университета Хадасса. Чистые клетки можно будет использовать для получения различных тканей человеческого ..
2012-07-4 2083 0 Научные открытия
0
В клетках обнаружены прогнозирующие рак «часы смерти»
Вероятность развития рака у человека может быть предопределена двумя «часами» мутаций ДНК, обнаруженными практически во всех клетках организма человека. Об открытии сообщается на страницах журнала Nature Genetics, а коротко о нем рассказал New Scientist.Речь идет о мутациях в ДНК (изменениях отдельных ..
2015-11-11 2303 0 Научные открытия
0
Ученые установили как ВИЧ попадает в организм человека
Как известно, СПИД основан на взаимодействии ВИЧ с Т-клетками (ТК) иммунной системы. Если иммунные клетки инфицированы-то они погибают быстрее, их становится значительно меньше и как только их количество достигает минимума- 200 клеток на 1 мл крови, этого перестаёт хватать для выполнения основной функции T-клеток ..
2012-06-17 2661 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили у человека GPS-нейроны
Журнал Nature Neuroscience опубликовал результаты англо-американских ученых нейробиологов, которые смогли зарегистрировать процесс работы внутренней навигационной системы человека. Ученые обнаружили и изучили у человека координатные нейроны (grid cells), которые помогают ориентироваться в пространстве. Эти нейроны помогают ..
2013-08-8 2699 0 Научные открытия
1
Разгадана очередная тайна Вселенной
В 2010 году специалистами NASA были обнаружены четыре звезды, по сравнению с которыми все остальные звезды окажутся недоростками. Они в минимум 300 раз больше нашего Солнца и два раза превосходят предел, который, как ранее полагали ученые, не могла преодолеть ни одна звезда. Теперь же ученые ..
2012-08-11 2431 0 Научные открытия
0
Ученые: глупый человек с возрастом может поумнеть
Британские ученые смогли выяснить, что IQ (показатель интеллекта) способен существенно меняться с возрастом, информирует USA Today. Сотрудникам Лондонского центра нейровизуализации удалось установить, что развитие способностей к мышлению продолжается в течение всей жизни человека. Для того чтобы была возможность ..
2011-10-27 2938 2 Научные открытия
0