Eukaryote cel van wereldformaat, gemaakt van plastic

Anonim

Eukaryote cel van wereldformaat, gemaakt van plastic

Wetenschap

Grant Banks

16 januari 2014

Onderzoekers van het Instituut voor Moleculen en Materialen aan de Radboud Universiteit Nijmegen gebruikten een waterdruppeltje als de structuur waarop zij de eerste polymeercel bouwden

Eerder hebben chemici het voor elkaar gekregen om kunstmatige celwanden te creëren en synthetisch DNA te ontwikkelen om zelfreplicerende, synthetische bacteriële cellen te produceren. Nu hebben onderzoekers voor het eerst polymeren gebruikt om een ​​kunstmatige eukaryote cel te maken die in staat is meerdere chemische reacties uit te voeren door werkende organellen.

Eukaryote cellen zijn de bouwstenen voor complexe levensvormen zoals planten en dieren. Het belangrijkste onderscheid tussen de eenvoudiger en meer oude prokaryote cellen en eukaryoten is de aanwezigheid van organellen in de laatste. Organellen zijn gespecialiseerde subeenheden binnen een cel die een specifieke functie hebben en die cellen in staat stellen om meerdere chemische processen uit te voeren in een extreem kleine ruimte.

Deze compartimentering was een van de belangrijkste kenmerken die de natuur heeft ontwikkeld tijdens de vroege evolutie van het vroege leven op aarde. Het is ook van belang voor chemici, omdat eukaryote cellen in staat zijn tot efficiënte chemie op een zeer kleine schaal, iets dat moeilijk te repliceren is in het laboratorium. Dat zou nu allemaal kunnen veranderen, chemici van de Radboud Universiteit in Nijmegen hebben 's werelds eerste eukaryote cel met plastic gebouwd.

"Concurrerende groepen werken dichter bij biologie; cellen maken van bijvoorbeeld vetzuren. In de toekomst willen we hetzelfde doen, "zegt professor Jan van Hest die de organellen samen met zijn promovendus Ruud Peters heeft gemaakt." Een andere stap zou zijn om cellen te maken die hun eigen energievoorziening produceren. "

De onderzoekers gebruikten een waterdruppel als de structuur waarop ze de polymeercel bouwden. Om de organellen te maken, produceerden ze piepkleine polystyreen-b-polybolletjes gevuld met enzymen die zijn ontworpen om vaste chemische processen uit te voeren. Deze submicrometrische nanoreactoren werden vervolgens ingekapseld in een coating van een polymeer genaamd polybutadieen-b-poly-polymeren met behulp van emulsie-centrifugatie om een ​​celwand te vormen.

Dit vormde een in compartimenten verdeelde structuur die leek op de eukaryote cel van de natuur. Hierin werd een meerstapige chemische reactie ondernomen die leek op een natuurlijke enzymroute. Met behulp van fluorescentie konden Van Hest en Peters een reeks chemische reacties in de cel vertonen, een bewijs dat ze een polymeercel met werkende organellen hadden gecreëerd.

"We werken ook aan manieren om de beweging van chemicaliën in de cel, naar organellen, te regelen", zegt Van Hest. "Door deze dingen te simuleren, zijn we in staat levende cellen beter te begrijpen. Op een dag zullen we zelfs in staat zijn iets te maken dat erg op het echte werk lijkt. "

Hun werk werd gepubliceerd in de tijdschriften Angewandte Chemie en gemarkeerd in Nature Chemistry .

Bron: Radboud Universiteit Nijmegen

Onderzoekers van het Instituut voor Moleculen en Materialen aan de Radboud Universiteit Nijmegen gebruikten een waterdruppeltje als de structuur waarop zij de eerste polymeercel bouwden