Исследователи из Бристольского университета (англ. University of Bristol) провели новое исследование, в котором показали как мельчайшие частицы диоксида кремния (песка) могут быть использованы в проектировании и строительстве искусственных протоклеток в лаборатории, сообщает PicsNews. Данная работа была описана в статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry.
Клетки, являются основной единицей жизни и отделены от внешнего мира тонкой органической мембраной. Основная функция этой мембраны должна позволить определённым молекулам входить в клетку или покидать её, пока другие молекулы блокируются внутри клетки. Это позволяет метаболическим процессам проходить эффективно и избирательно. Таким образом создаётся контроль проницаемости мембран — ключевая задача при создании искусственных клеток в форме закрытых химических систем, особенно когда мембрана изготовлена из простых неорганических компонентов.
В настоящее время профессор Стивен Манн и доктор Мэй Ли из School of Chemistry решили эту проблему путём присоединения тонкого слоя полимера на внешнюю поверхность искусственной неорганической протоклетки, построенной из наночастиц кремнезема.
Когда полимерный слой отсутствует, малые молекулы легко вымываются из/или проникают в неорганические протоклетки, которые делают их неэффективными для управления химическими реакциями в воде. Но, когда полимер прикреплён к наночастицам из кремнезема, изменения рН могут быть использованы для регулирования заряда на мембране. Как следствие, малые молекулы с таким же зарядом, что и мембрана — не имеют возможности входить или выходить из протоклетки. Таким образом, исследователи показали, что реакция фермента внутри неорганической протоклетки может быть включена или выключена, тем самым контролируя проницаемость мембраны.
Профессор Стивен Манн сказал: «Эта работа может открыть новые горизонты в исследовании синтетических протоклеток основанных на методах небиологической самоорганизации. Этот подход может стать главным аналогом для более распространённых методов синтетической биологии. Например, по сравнению с биоинженерными клетками, искусственные сооружения чрезвычайно примитивны и не в состоянии развиваться, но эти атрибуты могут сделать их особенно безопасными в качестве материалов для доставки лекарств и генов, изолирования токсичных веществ, или зондирования важных метаболитов».
Источник: picsnews.net
