طراحی سلول مصنوعی با قابلیت تولید آدنوزین‌تری‌فسفات (ATP)

تاریخ : ۲۱ دی ۱۳۹۸

تعداد بازدید : ۴۰۷

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان با طراحی دو نوع سلول مصنوعی و اتصال آنها به هم، موفق به ساخت نانوسیستمی شدند که می‌تواند آدنوزین‌تری‌فسفات (ATP) تولید کند.

دانشمندان دو نوع سلول مصنوعی را طراحی و به هم متصل کردند و در نهایت ابزاری برای تولید مولکول آدنوزین‌تری‌فسفات (ATP) ارائه کردند. ATP واحد بنیادین در سلول‌های زنده بوده و در فرآیندهای شیمیایی سلولی حامل انرژی است.

این گروه تحقیقاتی سلول مصنوعی ساختند که قادر به تولید پروتون است، این سلول‌ها در حضور نور خورشید پروتون تولید می‌کنند. پژوهشگران این پروژه سلول‌های مصنوعی دیگری ساختند که حاوی آنزیمی است که می‌تواند از این پروتون برای تولید ATP استفاده کند. محققان این دو نوع سلول مصنوعی را به هم متصل کردند.

این سلول‌های مصنوعی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در آنها از نانومیله‌های طلا و نقره استفاده شده است. این نانومیله‌ها تشکیل چیزی شبیه به دیواره سلولی می‌دهد. این نانومیله‌ها بر خلاف همتایان طبیعی خود، یعنی اسیدهای چرب و چربی‌ها، نسبت به نور عکس‌العمل نشان می‌دهند. تعامل این نانومیله‌ها با نور به گونه‌ای است که می‌تواند به تولید پروتون کمک کند.

به تازگی محققان از نانوذرات برای تولید دیواره سلولی استفاده کرده‌اند، این غشاءهای سلولی دارای مزیت‌هایی هستند برای مثال می‌توان حفره‌های انها را کنترل کرد به گونه‌ای که یک نوع یون خاص بتواند از این غشاءها عبور کند.

در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی با عنوان Light‐Gated Synthetic Protocells for Plasmon‐Enhanced Chemiosmotic Gradient Generation and ATP Synthesis در نشریه Angewandte Chemie International Edition   به چاپ رساندند نشان دادند که چگونه از نانومیله می‌توان برای تولید سلول مصنوعی استفاده کرد. در این سلول‌ها از مواد پلاسمونیک استفاده شده است و در نهایت نانوسیستمی تولید می‌شود که قادراست با نور خورشید برهمکنش داشته باشد.

علاوه‌براین،  یک پروتئین حساس به نور نیز در این نانوسیستم به کار می‌رود تا فرآیند سنتز فعال شونده با نور را کامل کند. سلول‌های مصنوعی که این گروه تحقیقاتی تولید کردند به صورت خودآرا در یک ساختار کپسولی ایجاد می‌شود.

نانومیله‌های طلا و نقره تحت شرایط تابش نور رزونانس پلاسمونیک از خود نشان می‌دهند. در قدم بعد پروتئین فعال شونده با نور به سطح این کپسول متصل می‌شود. این پروتئین می‌تواند انتقال پروتون را از میان غشاء در اثر تابش نور مدیریت کند.

این سلول مصنوعی به شکلی طراحی شده است که می‌تواند سیگنال شیمیایی برای سنتز ATP را ایجاد کند.

منبع : https://phys.org/news/2019-11-harvesting-energy-bio-inspired-artificial-cells.html

نظر شما