Искусственные капли масла в воде растут «руками» навстречу химическим сигналам

Исследователи из Университета штата Пенсильвания обнаружили, что простые капли масла в воде могут вести себя подобно живым клеткам. В ответ на химические сигналы в окружающей среде они формируют длинные, похожие на щупальца выросты, напоминающие филоподии клеток. Эти «руки» растут в направлении или, наоборот, прочь от определённых веществ, что повторяет стратегию, которую используют одноклеточные организмы для исследования пространства.

Новое исследование показывает, как искусственные капли масла в воде отправляются на «охоту за сокровищами», протягивая похожие на филоподии щупальца к химическим «богатствам», скрытым в их окружении. Светящийся сундук символизирует химические сигналы, направляющие рост и восприятие, повторяя способ, которым живые клетки исследуют своё окружение. Автор: Санджана Кришна Мари, лаборатория Сена / Университет штата Пенсильвания.

Ключевой механизм этого процесса связан с поверхностно-активными веществами (ПАВ), основным компонентом мыла, которые снижают поверхностное натяжение. Когда молекулы ПАВ проникают в каплю масла, они формируют механически нестабильные слои на её поверхности, из которых и вырастают филоподии. Чем выше концентрация ПАВ в определённом направлении, тем активнее «руки» растут именно туда.

Более того, капли демонстрируют направленную реакцию на аминокислоты — строительные блоки белков. В зависимости от химических свойств конкретной аминокислоты филоподии либо тянутся к ней, либо избегают её.

«Жизнь настолько сложна и организована, что трудно представить все шаги, которые должны были произойти при переходе от материи к жизни, — сказал Аюсман Сен, профессор химии и руководитель исследовательской группы. — Эта работа представляет собой один маленький кусочек головоломки. Мы показываем, что простые капли масла имитируют клетки и ведут себя по-жизненному, реагируя на сигналы окружающей среды так, как это делают многие живые клетки».

Исследование, опубликованное в Journal of the American Chemical Society, не только проливает свет на возможные ранние этапы зарождения жизни миллиарды лет назад, но и открывает путь к созданию новых «живоподобных» материалов, способных адаптироваться к окружающей среде. Первый автор статьи, аспирант Санджана Кришна Мани, получила награду за лучший постер за эту работу на конференции Materials Day в октябре 2025 года.

Интересный факт: Филоподии у настоящих клеток — это не просто «щупальца». Они играют ключевую роль в движении, восприятии механических и химических сигналов, а также в межклеточной коммуникации. То, что столь сложное поведение можно воспроизвести с помощью простой смеси масла, воды и мыла, заставляет по-новому взглянуть на границу между живым и неживым.