В искусственные клетки встроили нанодвигатели для создания внутреннего скелета

Учёные из Орхусского университета (Дания) сделали шаг к созданию полностью функциональной искусственной клетки. Они оснастили искусственные клетки нанодвигателями, которые способны формировать внутри них сеть белковых нитей, подобную цитоскелету живых клеток.

Актиновые полимеризующие моторы, инкапсулированные в просвет искусственной клетки. Автор: Мигель А. Рамос Докампо, Орхусский университет

Исследователи позаимствовали механизм движения у бактерии Listeria monocytogenes. Эта бактерия движется вперёд, формируя длинные нити белка актина, которые отталкиваются от внутренней среды клетки-хозяина, как микроскопический ракетный двигатель.

Мы хотели выяснить, могут ли нанодвигатели — наночастицы, способные двигаться за счёт полимеризации актина — помочь нам построить подобие внутреннего скелета внутри искусственных клеток, — объясняет доцент Мигель А. Рамос-Докампо.

Изображения искусственных клеток (белый), содержащих нанодвигатели (жёлтый) и производящих сеть, подобную цитоскелету (фиолетовый). Автор: Мигель А. Рамос Докампо, Орхусский университет

Искусственные клетки представляли собой везикулы — сферы с жидким содержимым, окружённые мембраной. Внутрь них поместили нанодвигатели. На их поверхности активировалась полимеризация актина, заставляя белковые нити расти во всех направлениях. Одновременно нанодвигатели начинали двигаться быстрее, отталкиваясь от растущих нитей, подобно листериям. В результате формировалась сеть, напоминающая цитоскелет.

Наши искусственные клетки не двигаются и не организуются, как настоящие. Но, перепрофилировав стратегию движения листерий, мы можем заставить синтетические системы самоорганизовываться, — говорит профессор Бриджит Штэдлер.

Это исследование объединило две обычно не связанные области: искусственные клетки (синтетическая биология) и нанодвигатели (активная материя). Учёные подчёркивают, что их цель — не воссоздать жизнь, а понять и воспроизвести отдельные жизнеподобные функции для фундаментальной науки и будущих технологий.

Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.