Գիտնականները ստեղծել են առաջին արհեստական բջիջը, որը շարժվում է ինքնուրույն
Կյանքն իր հիմնարար սկզբունքներին հանգեցնող առաջընթացի շրջանակներում Կատալոնիայի կենսաինժեներիայի ինստիտուտի (IBEC) գիտնականները ստեղծել են սինթետիկ մինիմալ բջիջ, որը կարող է շարժվել ինքնուրույն՝ առաջնորդվելով միայն քիմիական սկզբունքներով։
Ինչպես մանրէները, որոնք լողում են դեպի սնունդ կամ իմունային բջիջները, որոնք փնտրում են վարակ, այս փոքրիկ, անկենդան փուչիկները կարող են զգալ իրենց միջավայրը և կողմնորոշվել դրանում։ Հնարքը քեմոտաքսիս կոչվող գործընթաց է՝ քիմիական գրադիենտներում կողմնորոշվելու ունակություն։ Բնության մեջ այսպես են սերմնաբջիջները գտնում ձվաբջիջները կամ սպիտակ արյան բջիջները հայտնաբերում բորբոքումը։
Սակայն, փոխարենը բարդ կենսաբանական մեխանիզմների, ինչպիսիք են մտրակները կամ ընկալիչները, այս արհեստական բջիջն օգտագործում է ընդամենը երեք մաս՝ լիպիդային թաղանթ, ֆերմենտ և թաղանթային ծակոտի։ Կառուցվածքային թաղանթը լիպոսոմներ էին՝ ճարպային վեզիկուլներ, որոնք կազմված էին նույն մոլեկուլներից, ինչ իրական բջջային թաղանթները։
Երբ տեղադրվում է գլյուկոզի կամ միզանյութի գրադիենտի մեջ, լիպոսոմների ներսում գտնվող ֆերմենտը ռեակցիայի մեջ է մտնում մոլեկուլների հետ՝ ստեղծելով կոնցենտրացիայի անհավասարակշռություն: Սա ստեղծում է հեղուկի հոսք վեզիկուլի մակերեսով՝ մեծացնելով դրա կոնցենտրացիան: Ծակոտիները գործում են որպես վերահսկվող ջրհեղեղի դարպասներ՝ ստեղծելով շարժման համար անհրաժեշտ ասիմետրիա, ինչպես ինքնակառավարվող նավակը, որը շարժվում է մոլեկուլային հոսանքներով։
Ապացուցելու համար, որ այն աշխատում է, հետազոտողները փորձարկել են ավելի քան 10,000 վեզիկուլ միկրոհոսքային ալիքներում՝ ուշադիր վերահսկվող գրադիենտների ներքո: Նրանք պարզել են, որ ավելի շատ ծակոտիներով վեզիկուլները ցուցաբերում են ավելի ուժեղ քեմոտակտիկ ակտիվություն, մինչդեռ ծակոտիներ չունեցող վեզիկուլները պասիվորեն շարժվում են դեպի ավելի ցածր կոնցենտրացիաներ, հավանաբար պարզ դիֆուզիայի պատճառով։
Կենդանի համակարգերում քեմոտաքսիսը հիմնարար գոյատևման ռազմավարություն է, որը թույլ է տալիս բջիջներին ստանալ սննդանյութեր, խուսափել վտանգից և համակարգել զարգացումը: Այս վարքագիծը նման նվազագույն բաղադրիչներով վերարտադրելը գիտնականներին մոդել է տալիս այն մասին, թե ինչպես կարող էր կյանքը առաջանալ էվոլյուցիոն պատմության վաղ շրջանում։
Այս արդյունքները բացում են ճանապարհը սինթետիկ բջիջներ ստեղծելու համար՝ դեղերի ճշգրիտ առաքման, շրջակա միջավայրի զգայունության կամ նույնիսկ ծրագրավորվող ինքնահավաք համակարգերի համար։
Աղբյուրը՝ Science Advances
