دانشمندان ساده‌ترین سلول مصنوعی جهان را ساختند که مانند سلول‌های زنده به سمت مواد شیمیایی حرکت می‌کند.
به گزارش تکناک، کموتاکسی (Chemotaxis) یکی از سازوکارهای کلیدی در سلول‌های زنده است که به آنها امکان می‌دهد در پاسخ به محرک‌های شیمیایی حرکت کنند. برای مثال، به کمک این فرایند است که باکتری‌ها به سمت منابع غذایی جذب می‌شوند و گلبول‌های سفید، محل عفونت را شناسایی و به سمت آن حرکت می‌کنند. اکنون پژوهشگران توانسته‌اند این رفتار پیچیده را در این سلول مصنوعی بازسازی کنند. این دستاورد می‌تواند اسرار پیدایش حیات و رفتار سلولی را فاش کند.
فهرست مطالب
جزئیات سلول مصنوعی جدید
سلول مصنوعی ساخته‌شده، یک وزیکول چربی کوچک (lipid vesicle) است، که داخل آن آنزیم‌هایی قرار داده شده است. این ساختار ساده اما هوشمند، توانایی حرکت هدفمند به سمت مواد خاصی مانند گلوکز یا اوره را دارد.
این سلول چگونه حرکت می‌کند؟
پژوهشگران در این پروژه، با قرار دادن آنزیم‌هایی مانند گلوکز اکسیداز و اوره‌آز درون وزیکول‌های مصنوعی، گام مهمی در بازآفرینی رفتارهای زیستی برداشتند. همچنین آنها با افزودن پروتئین‌های منفذساز به غشای این سلول‌ها، امکان تبادل مواد میان محیط بیرونی و درونی را فراهم کردند. این طراحی باعث ایجاد عدم تعادل در غلظت مواد اطراف سلول شد و این اختلال با القای جریان مایع، سلول را به سمت ماده هدف به حرکت درآورد.
بررسی دقیق ۱۰ هزار سلول مصنوعی
محققان بیش از ۱۰ هزار وزیکول را مورد بررسی قرار دادند و متوجه شدند که هرچه تعداد منافذ بیشتر باشد، سلول مصنوعی با دقت و سرعت بیشتری به سمت ماده شیمیایی دلخواه حرکت می‌کند. این نشان می‌دهد که حتی در ساده‌ترین سیستم‌ها، می‌توان حرکت هدفمند را به صورت مهندسی‌شده ایجاد کرد.
از ساده‌سازی تا درک عمیق‌تر زندگی
پروفسور لورنزو باتالیا، سرپرست این پژوهش توضیح داد: «این سلول‌های مصنوعی مانند نقشه‌ای هستند که طبیعت را نشان می‌دهند. زمانی که ساختارهای پیچیده زیستی را ساده‌سازی می‌کنیم، می‌توانیم به اصول اولیه‌ای برسیم که رفتارهای پیچیده سلول‌های واقعی را شکل می‌دهند.»
درک پیدایش حیات
این پژوهش فقط یک کنجکاوی علمی نیست. توانایی ساخت سلول‌های مصنوعی که می‌توانند حرکت کنند، می‌تواند به ما نشان دهد که چگونه سلول‌های ابتدایی اولیه به سیستم‌های پیچیده زیستی امروزی تبدیل شده‌اند. همچنین این تحقیق می‌تواند زمینه‌ساز پیشرفت در علوم پزشکی، دارورسانی هدفمند و زیست‌شناسی مصنوعی شود.
پژوهشگران با ساخت ساده‌ترین سلول مصنوعی که قادر به حرکت هدفمند است، نشان دادند که حتی با کمترین اجزای ممکن نیز می‌توان رفتارهای پیچیده سلولی را بازسازی کرد. این یافته‌ها می‌تواند باعث درک عمیق‌تری از حیات، عملکرد سلول‌ها و حتی توسعه فناوری‌های زیستی آینده شود.
