Материалы портала «Научная Россия»

Ученые создали «фотосинтетический двигатель» для искусственных клеток

Ученые создали «фотосинтетический двигатель» для искусственных клеток
Международная команда исследователей разработала искусственную клеточную структуру, которая использует фотосинтез для метаболических реакций, включая преобразование энергии и образование цитоскелета. 

Международная команда исследователей из Гарвардского университета (США) и Университета Согана (Южная Корея) разработала искусственную клеточную структуру, которая использует фотосинтез для метаболических реакций, включая преобразование энергии и образование цитоскелета. Результаты исследования опубликованы в Nature Biotechnology.

Чтобы создать синтетическую клетку, обычно используют два подхода. Первый – разработать искусственный генетический код и «встроить» его в живую клетку (предварительно удалив родную ДНК), тем самым «перепрограммируя» ее. Второй – создать с нуля простую клеточную структуру, которая имитирует функции живых клеток. Одна из самых больших проблем в этом втором подходе – добиться того, чтобы в клетке de novo протекали все сложные химические и биологические реакции. Ученым из США и Южной Кореи удалось впервые активировать метаболическую активность со светом в искусственной клетке.

Чтобы построить эту синтетическую систему, исследователи разработали фотосинтезирующую органеллу (клеточную структуру, которая выполняет конкретные функции в клетке). Ученые позаимствовали два белковых «фотоконвертера» – один у растений, другой – у бактерий, которые могут преобразовывать энергию света в энергию химических связей – и «упаковали» их вместе, в одну клетку. В предыдущих исследованиях другие ученые также использовали эти белки, но отдельно друг от друга.

Название изображения

Эти два фотопреобразователя чувствительны к разной длине волны света: один – к красной, другой – к зеленой. Белки были встроены в простую липидную мембрану вместе с ферментами, которые продуцируют аденозинтрифосфат (АТФ), универсальный источник энергии для всех биохимических процессов в клетках. Когда мембрана освещена красным светом, происходит фотосинтетическая химическая реакция, вызывающая АТФ. Когда мембрана освещена зеленым светом, производство прекращается. Таким образом можно «включать» и «выключать» фотосинтез, что позволяет исследователям контролировать многие реакции внутри клетки, в том числе полимеризацию актина, важнейшего строительного белка цитоскелета и тканей. 

[Фото: Phys.org]

Источник: phys.org

атф искусственная клетка орагнеллы фотосинтез

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий