Ученые из Исследовательского института Скриппса (TSRI) создали программируемую платформу для изготовления синтетических клеточных мембран.

Клеточная стенка – один из самых сложных элементов клеточной структуры. Клеточные мембраны участвуют в каждом аспекте биологической функции клетки. В частности,

мембрана участвует в эволюции путем отделения биохимической активности клетки, а также является наиболее крупной и сложной структурой, которую клетки синтезируют.

Для понимания множества биохимических ролей клеточных мембран, ученым требуются синтетические модели этих самых мембран. Кроме того, для перспективного направления – изготовления искусственных организмов – требуется технология, позволяющая изготавливать клеточные мембраны с различными функциями.

Однако до сих пор создание клеточной оболочки, в которую можно поместить «начинку» живого микроорганизма, было очень сложной задачей.

К счастью, ученым удалось найти способ «штамповать» клеточные оболочки, что открывает совершенно новые возможности в биоинженерии. Новые микрофлюидные цепи, управляемые компьютером, позволяют собирать синтетические клетки не только из липидов, взятых у природных микроорганизмов.

Новая технология позволяет настраивать мембрану, менять ее проницаемость, стабильность, биохимические функции.

В будущем это позволит создавать специализированные искусственные микроорганизмы, которые, например, сначала очистят воду от нефти, а потом саморастворятся. Подобная синтетическая жизнь может использоваться в самых различных областях, таких как производство топлива, лекарств, продуктов питания, кислорода на космических кораблях и множестве других.

Рис. 1. Принцип работы новой технологии создания клеточных мембран прост: специальные микрочашки захватывают капельки воды, которые затем покрываются слоями масел, липидов и любых других необходимых веществ.

Новая технология основана на микрофлюидном устройстве, которое состоит их микроскопических чашек, захватывающих по одной крохотной капле воды. Капли плавают в ванной с маслом и липидами, которые входят в состав клеточных мембран.

Захваченные капли служат основой для создания набора липидных слоев. Это похоже на покраску объекта краской в несколько слоев.

Новая технология позволяет создавать даже очень сложные многослойные синтетические мембраны с разнообразным набором функций.