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      人造細胞的行為更像真實的事物
      
			
      
				2019-12-06 10:00:04
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      現(xiàn)在，可以使用賓州州立大學研究人員開發(fā)的一種改良方法來實現(xiàn)原代細胞(人工細胞)，這些原代細胞是活躍的，可以通過獨立移動來模擬活細胞，并且具有生物相容性和酶活性。
      

      活細胞很難在實驗室中生長，因此研究人員有時會使用合成細胞，但是由于缺乏真正的細胞特性，它們具有研究局限性。
      

      人造細胞的行為更像真實的事物
      

      化學工程學杰出教授Darrell Velegol說：“ 細胞研究的挑戰(zhàn)之一是有時很難對細胞的運動進行受控實驗，尤其是由于表面酶活性的影響。” “研究小組開發(fā)了一種簡單的方法來制造一種人造細胞，它不能像普通細胞那樣做任何事情，例如繁殖，具有基因突變或類似的東西，但是它可以主動移動。這很重要，因為人們對細胞的移動方式了解得很少，尤其是酶的活性如何參與細胞運動。”
      

      該團隊的原始細胞用于研究天然酶(如ATPase)的活性如何促進原始細胞的活躍運動。ATPase酶的生化過程涉及將ATP(三磷酸腺苷)轉(zhuǎn)化為ADP(二磷酸腺苷)產(chǎn)物。ATP是一種復雜的有機化學物質(zhì)，可為活細胞提供能量，而ADP是一種有機化合物，在細胞釋放和儲存能量的過程中起著重要作用。
      

      化學博士后Subhadip Ghosh說：“在過去的十年中，進行類似實驗的嘗試是將酶摻入稱為聚合物囊泡的微米大小的麻袋中，或拴在硬顆粒的表面上。” “但是這些嘗試與我們的原始細胞沒有明顯的生物學相似性。”
      

      在研究小組的實驗中，原始細胞具有實際的人造膜，該膜由稱為磷脂酰膽堿的天然脂質(zhì)組成。ATPase酶直接摻入膜中。
      

      戈什說：“我們的研究結(jié)果基本上為其他研究人員邁出了制造具有酶活性的人造細胞的第一步。”
      

      該研究的一項意外結(jié)果于2019年8月在《納米快報》(Nano Letters)上最終發(fā)表于2019年8月在網(wǎng)上發(fā)布，該結(jié)果發(fā)生在以單個分子機制進行的擴散實驗期間。如所預期的，對于低濃度的ATP，原始細胞的運動很低。
      

      賓夕法尼亞州立大學凡爾納·威拉曼化學教授Ayusman Sen說：“令人驚訝的是，在高濃度的ATP下，原始細胞的運動明顯下降。”
      

      根據(jù)研究人員的說法，這與踩下汽車的油門踏板并使汽車減速一樣違反直覺。經(jīng)過全面的對照實驗，研究人員得出結(jié)論，當ADP濃度高時，它可能與ATPase結(jié)合并抑制底物ATP活性，從而導致運動性降低。
      

      具有制造酶活性原始細胞的能力打開了新的機會。研究人員旨在利用這些模擬的活動性活細胞來揭示控制主動膜動力學和細胞運動的基本機制。鑒于目前對細胞如何運動(包括酶作用如何參與細胞運動)的了解有限，研究小組成員認為他們的工作可能對未來的醫(yī)學研究產(chǎn)生重大影響。
      

      化學工程研究助理Farzad Mohajerani說：“關鍵的挑戰(zhàn)是評估驅(qū)動原細胞運動的機械力，并發(fā)現(xiàn)在此過程中酶結(jié)構(gòu)的變化。” “知道原細胞運動的結(jié)構(gòu)-功能關系將使它們能夠設計用于潛在的體內(nèi)應用，例如醫(yī)學傳感和實驗室分析。”
      
			

			
        
      
			
      
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