Еще не так давно клетки в теле живых существ считались чем-то максимально примитивным, сродни каплям желе. Сегодня же мы знаем, что это невероятно сложная и эффективная фабрика органической химии с множеством функций и свойств. Повторить их, создать искусственную действующую модель клетки на данном этапе невозможно, однако ученым из Нью-Йоркского и Чикагского университетов удалось повторить один из ее важнейших механизмов.
Фундаментальная функция клеток заключается в поддержке работы механизма в виде насоса, который прокачивает по белковым каналам через мембрану аминокислоты. Клетки собирают глюкозу, которую используют как топливо в митохондриях для выработки энергии. Она нужна для регуляции концентрации ионов, чтобы перемещать молекулы вопреки осмотическому давлению. Все это невероятно сложно для копирования, поэтому американские ученые пошли иным путем.
Они изготовили из полимеров крошечные пузыри размером с эритроцит. В пузырях есть отверстие, в которое вставлен катализатор с чувствительностью к свету. При включении освещения запускается химическая реакция, которая втягивает вещества внутрь пузыря, а при выключении света процесс обращается вспять. Это позволяет моделировать целый набор функций клетки, как-то поглощение вещества, хранение его до востребования, переработку и удаление из клетки.
Имитатор клетки дешев, его можно производить в больших количествах. Он может служить транспортом для разных веществ, например, лекарств. С его помощью можно моделировать процессы поглощения клетками жидкостей с загрязнителями, вроде тяжелых металлов и бактерий. А если собрать имитаторы в единую систему, они потенциально могут взаимодействовать между собой – работы над этим уже ведутся.