Используя ДНК и белки, ученые создали новые синтетические клетки, которые действуют как живые клетки. Стирая грань между искусственными и живыми материалами, эти клетки можно перепрограммировать для выполнения множества функций, открывая двери новым технологиям синтетической биологии, выходящим за рамки возможностей природы.
Клетки получают свою структуру и стабильность от своего цитоскелета, сшитая структура белков, которая окружает и защищает другие компоненты. В зависимости от типа клетки этот цитоскелет может быть в разной степени гибким и по-разному реагировать на окружающую среду, придавая клеткам особые способности.
Для нового исследования ученые из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл разработали синтетические самособирающиеся цитоскелеты, построенные из ДНК, пептидов и другого генетического материала.
«ДНК обычно не появляется в цитоскелете. », — сказал Ронит Фриман, ведущий автор исследования. «Мы перепрограммировали последовательности ДНК так, чтобы они действовали как архитектурный материал, связывая пептиды вместе. Как только этот запрограммированный материал был помещен в каплю воды, структуры приобрели форму».
Исследователи смогли запрограммировать ДНК на сборку разными способами, придав синтетическим клеткам разные функции. Они также не были привязаны к одной цели — изменение температуры раствора может вызвать разные конфигурации. По словам команды, сочетание различных пептидов или последовательностей ДНК может привести к созданию программируемых тканей в более крупных масштабах. Хотя они не так сложны, как живые клетки, с синтетическими клетками легче работать, и они могут работать в условиях, с которыми не могут справиться естественные клетки.
«Синтетические клетки были стабильны даже при температуре 122 °F. (50 °C), открывая возможность производства клеток с исключительными возможностями в средах, обычно непригодных для жизни человека», — сказал Фриман.
Команда утверждает, что при интеграции с другими технологиями синтетических клеток эти программируемые клетки могут быть полезны, среди прочего, для регенеративной медицины, систем доставки лекарств и диагностических инструментов.
Результат исследования был опубликован. в журнале Nature Chemistry.
