Искусственные клетки с органеллами имитируют клеточную сигнализацию

Исследователи создали сложную модель протоклетки из белков, содержащую крошечные капли коацервата, напоминающие клеточные субструктуры. Эти иерархические искусственные "клетки" способны реагировать на изменения окружающей среды, подобно живым клеткам.

Ключевые особенности модели:

• Чувствительные микро-капли: Свето- и pH-чувствительные прототипы безмембранных органелл, образованные путем жидкостно-жидкостной фазовой сепарации из коротких светочувствительных молекул и длинных pH-чувствительных полимеров.
• Функциональность: Многоуровневые протоклетки способны:
  • Конденсировать биомакромолекулы (например, ДНК и белки) в жидкие капли.
  • Рекрутировать малые молекулы из окружающей среды.
  • Активно контролировать ферментативно-катализируемые реакции.
• Обработка сигналов: Субкомпартменты протоклеток могут воспринимать различные внеклеточные сигналы (например, свет, pH и химические вещества), действовать и адаптировать свои физико-химические свойства.

Применение: Эта способность к обработке информации позволяет использовать биохимические сигналы в качестве входных данных для проектирования булевых логических вентилей (NOR и NAND). Исследователи могут программировать протоклетки, подобно компьютерным чипам, для управления химическими реакциями.

Исследование, проведенное группой под руководством профессора Цяо Янь и профессора Линь Иян, опубликовано в журнале Science Advances.