В ответ на рост концентрации ионов кальция искусственные клетки начинают светиться. Это можно использовать для изготовления на их основе сенсоров и систем быстрого реагирования.

Искусственные клетки можно использовать для тестирования химических веществ и в качестве индикатора состояния окружающей среды. Однако научить их «чувствовать» не так просто, ведь для этого нужно имитировать сложные и многоэтапные химические реакции, которые проходят в настоящих клетках.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона, о работе которых рассказывает Science Daily, предложили альтернативный подход. Они создали первые синтетические клетки, которые реагируют на внешние стимулы активацией искусственного сигнального пути. Когда в окружающей среде увеличивается концентрация ионов кальция, клетки отвечают флуоресцентным свечением.

Этот механизм — всего лишь значительно усеченная версия реального молекулярного пути. В отличие от настоящих клеток, искусственным не нужно регулировать многие аспекты, например, утилизировать токсичные побочные продукты. Это позволило значительно упростить реакцию.

По словам ученых, искусственный молекулярный путь «собран» из естественных компонентов. Например, один из ферментов, реагирующих на ионы кальция, взят из пчелиного яда. Тем не менее, в природе эти элементы не встречаются в таких комбинациях. В будущем исследователи смогут создавать и другие искусственные клетки с молекулярными путями, позаимствованными из настоящих.

«Чувствительные» искусственные клетки можно широко использовать в биотехнологиях и медицине. Например, если вживить их в организм, то при первых признаках рака они начнут синтезировать препарат для борьбы с ним. Аналогичную методику можно использовать для выявления и нейтрализации загрязнений.