Lần đầu tiên, tế bào nhân tạo tự di chuyển chỉ bằng hóa học

Các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật Sinh học Catalonia (IBEC) đã tạo ra tế bào nhân tạo đầu tiên có khả năng tự di chuyển dựa hoàn toàn vào các phản ứng hóa học, đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong sinh học tổng hợp. Tế bào tổng hợp tối giản này chỉ bao gồm ba thành phần: màng lipid tạo thành một túi bọc, một enzyme bên trong và một lỗ màng. Khi tiếp xúc với các gradient hóa học như glucose hoặc ure, enzyme phản ứng với các phân tử này, tạo ra sự mất cân bằng thúc đẩy dòng chất lỏng chảy dọc bề mặt túi bọc. Lỗ màng tạo ra sự bất đối xứng cần thiết cho sự đẩy, cho phép túi bọc di chuyển theo hướng đến vùng có nồng độ cao hơn thông qua hiện tượng hóa hướng động—mô phỏng các hành vi tế bào tự nhiên như vi khuẩn bơi về phía chất dinh dưỡng hoặc tế bào miễn dịch di chuyển đến vị trí nhiễm trùng. Nghiên cứu này không chỉ chứng minh một mô hình hóa hướng động đơn giản mà không cần các cơ chế sinh học phức tạp mà còn cung cấp hiểu biết về các cơ chế tiến hóa ban đầu của sự di chuyển tế bào. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hơn 10.000 túi bọc trong môi trường vi lưu kiểm soát, xác nhận rằng các túi bọc có nhiều lỗ màng hơn thể hiện khả năng hóa hướng động mạnh mẽ hơn.