尤其是细胞膜的主动运输功能 ， 更是保证活细胞按照生命活动的需要 ， 主动地选择吸收所需要的营养物质 ， 排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质 ， 完成各项生命活动的基本保障 。
（来源：Pixabay）
为了设计细胞模拟物 ， 研究人员首先使用多面体齐聚倍半硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等聚合物制造了一个红细胞大小的细胞膜 ， 用于控制物质进出 。 同时 ， 他们在球形膜上钻了一个微孔 ， 形成纳米通道 ， 用于模拟蛋白质通道进行物质交换 。
我们都知道 ， 细胞膜执行主动运输的过程中需要消耗能量 ， 对于生物活细胞来说 ， 线粒体和 ATP 是能量的源泉 。 在人造细胞模拟物中 ，Sacanna 教授等人在纳米通道内添加了一种固体光催化剂 。
当被光照激活时 ， 这种催化剂会通过化学反应形成一个微小的真空环境 ， 并将周围的物质拉入细胞膜内 。 当光照停止时 ， 物质被储存在细胞膜内进行反应 。 同时这一化学反应还可以逆转 ， 用于排泄废物 。
图 | 具有主动运输功能的“人造细胞”（来源：纽约大学）
随后 ， 研究人员在不同环境中测试了这种细胞模拟物 。 在一项实验中 ， 他们将这种细胞模拟物悬浮在水中 ， 用光激活它们 ， 发现它们可以从周围的水中主动摄取物质 。 这意味着 ， 这种细胞模拟物未来或可用于环境污染物的清理 。
对此 ，Sacanna 教授表示 ， “这好比吃豆豆游戏 ， 我们的细胞模拟物可以到处收集污染物并将其从环境中去除 。 ”
而另一项实验中 ， 研究人员同样证实 ， 细胞模拟物可以吞下大肠杆菌并将它们困在膜内 ， 这可能提供一种对抗体内细菌的新方法 。
这种细胞模拟物的另一个未来应用可能是药物输送 ， 因为它们在激活时可以释放预加载的物质 。 目前 ， 研究人员正在继续开发和研究这种细胞模拟物 ， 包括构建具有不同功能的细胞模拟物 ， 以及探索不同细胞模拟物之间如何交流 。
参考资料：
推荐阅读
- 假如存在二维生物，他们如何辨别所处的面是平面还是曲面
- 新的文件格式帮助研究人员缩短DNA分析时间
- 又靓又能做科研，这位博士小姐姐，发完Science发Nature！
- 2022 年12 个令人兴奋的里程碑事件
- ?人类需要用新颖的通信方法、工具和技术来搜索外星人
- ?了解地球以外的先进智能生命
- 研究表明，地球上的第一个生命依赖于一种致命的有毒气体
- 纳米晶体技术已成功应用于难溶性药物，以克服药物溶解度差的缺点
- 科学家成功地配制了，各种具有溶解和吸收行为优势的纳米晶体制剂
- 一场火在地球上烧了50年，平均每年造成500亿损失，至今无法扑灭