მკვლევრებმა, არაორგანული ნივთიერებების მეშვეობით, ხელოვნური უჯრედის მსგავსი სტრუქტურები შეიმუშავეს. გამოყენებული ნივთიერებები ავტონომიურად შთანთქავს, ამუშავებს და გამოდევნის მასალას, აღადგენს ცოცხალი უჯრედების არსებით ფუნქციას.
ცოცხალი უჯრედების ფუნდამენტურ ფუნქციას გარემოდან ენერგიის მიღების უნარი წარმოადგენს, რათა თავიანთ სისტემებში და მათ გარეთ მოლეკულები ამოტუმბოს. როდესაც ენერგია ამ მოლეკულების ქვედა კონცენტრაციიდან უფრო მაღალი კონცენტრაციის სფეროებში გადასატანად გამოიყენება, პროცესს აქტიური გადაცემა ეწოდება. ეს უკანასკნელი უჯრედებს საშუალებას აძლევს, ისეთი მნიშვნელოვანი მოლეკულები მიიღოს, როგორიცაა გლუკოზა ან ამინომჟავები. საბოლოოდ კი, ინახება ენერგია, ნარჩენები კი განიდევნება.
საგულისხმოა, რომ მეცნიერები ხელოვნური უჯრედების შექმნაზე ათწლეულების განმავლობაში მუშაობდნენ – ეს არის ინჟინერირებული მიკროსკოპული სტრუქტურები, რომლებიც ბიოლოგიური უჯრედების მახასიათებლებს და ქცევას ბიოლოგიური უჯრედების მახასიათებლებს და ქცევას ჰბაძავს. თუმცა ხელოვნურ უჯრედებს, ჩვეულებრივ, რთული უჯრედული პროცესების შესრულება არ შეუძლია, მათ შორის, არც აქტიური გადაცემის.
სწორედ აქ ჩნდებიან ნიუ-იორკისა და ჩიკაგოს უნივერსიტეტების მკვლევრები. მათ ახალი, სრულად სინთეტიკური უჯრედის იმიტაცია აღწერეს, რომელიც ერთი ნაბიჯით უახლოვდება უჯრედების ფუნქციის გამეორებას. ნარევში სხვადასხვა ნაწილაკის განლაგებისას, უჯრედის სიმულატორებს შეუძლია, აქტიური სატრანსპორტო ამოცანები შეასრულოს – ავტონომიურად შთანთქმა, კონცენტრაცია, შენახვა და მიწოდება.
უჯრედების იმიტაციის მისაღწევად, მკვლევრებმა, პოლიმერის გამოყენებით, ერითროციტის ზომის სფერული მემბრანა შექმნეს, რომელიც უჯრედის მემბრანას ცვლის. ასევე, სფერულ არსში მიკროსკოპული ხვრელი და ნანოარხი გაკეთდა, რომლის მეშვეობითაც ნივთიერებების გაცვლა, უჯრედის ცილის არხის იმიტირებაა შესაძლებელი.
თუმცა, გარდა ამ ყველაფრისა, უჯრედის მიმბაძველებს სჭირდებოდა მექანიზმი, რომელიც უჯრედულ სტრუქტურას მასალის მოსაზიდად და გამოსადევნად გააქტიურებდა. ცოცხალი უჯრედის შემთხვევაში, ამას მიტოქონდრია და ATP უზრუნველყოფს… სიმულაციურ უჯრედებში კი მკვლევრებმა რეაქტიული კომპონენტი დაამატეს, რომელიც სინათლის გააქტიურებისას ე. წ. “ტუმბოს” პრინციპით მოქმედებს.
“ჩვენი კონცეფცია სიმულაციურ უჯრედებს საშუალებას აძლევს, ავტონომიურად იმოქმედოს და აქტიური გადამცემი ამოცანები შეასრულოს. აქამდე ეს მხოლოდ ცოცხალი უჯრედების პრივილეგიას წარმოადგენდა” – განმარტავს ნიუ-იორკის უნივერსიტეტის პროფესორი და კვლევის წამყვანი ავტორი, სტეფანო საქანა.
აღსანიშნავია, რომ სრულყოფილი შედეგის მისაღებად, მეცნიერებმა უჯრედები სხვადასხვა გარემოში გამოცადეს. ერთ-ერთი ექსპერიმენტის ფარგლებში სიმულაციური უჯრედების ქცევაზე დაკვირვება წყალში იქნა განხორციელებული. “მარტივად რომ წარმოვიდგინოთ, ეს პროცესი Pac-Man-ის ვიდეოთამაშს ჰგავს – უჯრედები “ჭამს” ცუდს და გარემოს აშორებს” – აღნიშნავს საქანა.
ამასთან, სხვა ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ამ მეთოდის გამოყენებით, ორგანიზმში ბაქტერიებთან ბრძოლის პოტენციურად ახალი გზა არსებობს. უჯრედის იმიტირების კიდევ ერთი სამომავლო გამოყენება შეიძლება, წამლის მიწოდება იყოს.
ამ ეტაპზე მკვლევრები განაგრძობენ მიღწეული შედეგის დახვეწასა და შესწავლას – მათ შორის ისეთი სინთეზის შექმნას, რომელთა მონაწილე უჯრედებიც სხვადასხვა ამოცანას ასრულებს და სწავლობენ, როგორ ურთიერთქმედებს განსხვავებული ტიპები ერთმანეთთან.
