Ученые создали искусственную клетку, способную к фотосинтезу

Международная команда ученых из Гарварда и сеульского Университета Согён синтезировала клеточную структуру, которая использует фотосинтез для получения энергии, поглощения углерода и формирования цитоскелета.

«Механизмы, которые мы продемонстрировали, могут стать первым шагом в развитии разветвленной регуляторной сети для искусственных клеток, которая способна проявлять гомеостаз и комплексные клеточные реакции», — говорит профессор Кванву Шин, один из руководителей совместного проекта.

Для того чтобы создать эту искусственную систему, исследователи изготовили органеллу из уникальных компонентов флоры и фауны, двух белковых фотоэлектрических преобразователей, чувствительных к разным длинам волн света: красному и зеленому. Белки были заключены в простую липидную мембрану вместе с ферментами, вырабатывающими аденозинтрифосфат (АТФ), универсальный источник энергии клетки.

Когда мембрана освещена красным светом, происходит химическая реакция фотосинтеза, и клетка вырабатывает АТФ. Когда зеленым, производство приостанавливается.

Возможность включать и выключать процесс позволяет контролировать множество процессов в клетке, в том числе, полимеризацию актина, основного строительного элемента тканей. Это, в свою очередь, открывает путь к управлению формой клеточных мембран и редактированию клеток. Этот подход может использоваться для создания других искусственных органелл, например, эндоплазматической сети или ядра, и станет первым шагом к появлению искусственных систем, способных повторять сложное поведение биологических клеток.

Благодаря понимают механизмов, происходящих в клетке, и действия инструментов, необходимых для воздействия на них, у ученых теперь появляется возможность лечить травмы, бесплодие и другие, более экзотические болезни, пишет Phys.org. Более того, наука все ближе подходит к реализации идеи клеточного протезирования, говорят исследователи.

Ученые из Нидерландов недавно впервые зафиксировали в биологическойсистеме, участвующей в фотосинтезе, существование квантовых эффектов. Оказывается, молекулы серобактерий содержат электроны, которые находятся сразу в двух квантовых состояниях.

30 мая 2018
Источник: Хайтек+