Группа исследователей разработала технологию массового производства однородных искусственных клеток (везикул с липидным бислоем) с искусственными модельными ядрами с помощью микрофлюидных устройств, обеспечив высокую воспроизводимость. Они также продемонстрировали, что синтез белка из этих модельных ядер возможен. Работой руководила профессор Сузуки Хироаки с факультета естественных и инженерных наук Университета Тюо. Статья [опубликована](https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.5c00568) в журнале JACS Au.
Исследования по созданию модели клетки снизу вверх
Исследования по созданию модели клетки путём комбинирования молекул, таких как липиды, ДНК и белки, развиваются во всём мире, и в последние годы ускорилось изучение воспроизведения сложных иерархических структур, обнаруженных в [эукариотических клетках](https://phys.org/tags/eukaryotic+cells/).
Роль ядра в клетке
Среди различных органелл внутри клеток ядро является самой крупной и важной органеллой, где конденсируется геномная ДНК. Если бы эту структуру можно было воспроизвести в искусственных клетках, они стали бы ближе к реальным живым клеткам, что привело бы к развитию будущих биотехнологий по замене клеток.
Описание исследования
Эта исследовательская группа ранее разработала [микрофлюидные устройства](https://phys.org/tags/microfluidic+devices/) для производства однородных искусственных клеток. В этом исследовании они использовали микрофлюидное устройство для инкапсуляции ингредиентов, необходимых для формирования ДНК-конденсатов (ДНК-нанозвёзд и соли), в однородные везикулы с липидной мембраной (липосомы) размером с клетку. Затем они концентрировали ингредиенты, вызывая изменение объёма везикул с помощью осмотического действия для создания однородных модельных ядер.
Обычно для приготовления ДНК-конденсатов необходим термический отжиг, но он может оказывать разрушительное воздействие на другие компоненты искусственных клеток. Настоящий подход позволяет создать модельные ядра, сохраняя при этом другие ферменты и реакционные системы внутри искусственных клеток путём контроля изменения концентрации материалов. В результате им удалось синтезировать [зелёный флуоресцентный белок](https://phys.org/tags/green+fluorescent+protein/) (ЗФП) из генов, встроенных в эти модельные ядра.
Ожидается, что эти искусственные клетки с модельными ядрами будут выполнять дополнительные функции, такие как молекулярное распознавание и реакция на окружающую среду, и мы ожидаем, что они будут использованы для создания искусственных клеток, которые смогут заменить естественные клетки в будущем.
Предоставлено [Университетом Тюо](https://phys.org/partners/chuo-university/)