OKO PLANETE

HEMIJA

Bežanje protoćelija

Žive ćelije sarađuju i takmiče se jedna s drugom da bi osigurale svoj opstanak i do maksimuma poboljšale svoje kolektivno ponašanje. Reprodukovanje takvog ponašanja u zajednicama sintetičkih entiteta poput ćelija (protoćelije) je izazovno i zahteva neposrednu blizinu različitih vrsta protoćelija kako bi one mogle da funkcionišu u jedinstvu ili da, u suprotnom slučaju, rade jedna protiv druge.
U januarskom broju časopisa Nature Communications, profesor Stiven Men sa Univerziteta u Bristolu (Engleska), zajedno s kolegama pokušao je da reši ovaj izazov. Oni su stvorili dve vrste protoćelija koje sadrže enzime koji se, prilikom spajanja, spontano okupljaju u zajednice domaćina i gostiju i funkcionišu ili u sinergiji ili antagonistički - u zavisnosti od jačine hemijskog signala. Tim istraživača koristio je velike kapi pH-osetljivog složenog jedinjenja masne kiseline (koacervat) i sićušne protein-polimerske mikrokapsule (proteinozome) kao domaćina i goste protoćelije ponaosob. Stvaranjem interakcije privlačenja između dva tipa protoćelija, proteinozomi su spontano zarobljeni i ubačeni u koacervat mikro-kapljica kako bi nastala zajednica poput gnezda.
Istraživači su potom opteretili zajednicu “zarobljavanjem” enzima glukoza, oksidaze i peroksidaze. Dodavanje male količine glukoze izazvalo je kooperativnu interakciju između domaćina i gosta protoćelije tako da su se dva enzima udružila u proizvodnji prostorno spojene hemijske kaskade. Međutim, povećanje nivoa glukoze okrenulo je protoćeliju gosta protiv domaćina, što je dovelo do razdvajanja kapljica koacervata pH-indukcijom i otpuštanja rezidentnih proteinozoma. Iznenađujuća karakteristika procesa samo-rekonfiguracije to što su se kapljice pretvorile u male vezikule masne kiseline koja je ostala zarobljena u proteinozomima da proizvede novu vrstu protoćelije. Profesor Stiven Men je otkrio da je, uprkos činjenici da je istraživanje u početnoj fazi, dugoročna vizija razvijanje dinamične interakcione mreže kod sintetičkih zajednica protoćelija. To nudi nove mogućnosti za stvaranje funkcionalnih mikrosistema koji funkcionišu na bazi kolektiva. Kao primer navode se pametni senzori, agenti za dostavu lekova i moduli za skladištenje i čuvanje energije u mikrorazmerama.

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"