четверг, 26 января 2012 г.

Создана искусственная мембрана для искусственной клетки

Создана искусственная мембрана для искусственной клеткиИспользуя недавно открытую химическую реакцию (в 2002 году Шарплес и Мелдаль предложили так называемую click-реакцию CuAAC), учёные сумели создать самособирающуюся клеточную мембрану, своего рода конверт-оболочку, которая заключает в себе весь клеточный материал и в то же время является участником многих химических реакций, необходимых для жизни клеток.

Разработка искусственной мембраны — результат совместного проекта исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Гарвардского университета (оба — США). Отчёт об этой работе опубликован в издании Journal of the American Chemical Society.

По словам учёных, их конечная цель — создание полностью искусственной клетки (синтетической жизни) с самого нуля, из «неживых» молекул, которые не имели бы никакой истории взаимодействия с живой природой. Ведь, возможно, когда-то в далёком прошлом так и произошло. В противном случае, по мнению доцента Калифорнийского университета Ниала Девараджа, жизни на Земле не было бы. Действуя таким образом, химики надеются найти необходимое подтверждение теории самопроизвольного зарождения жизни из абсолютно «неживых» исходных молекул.

Г-н Деварадж подчёркивает, что мы до сих пор совершенно не понимаем того действительно фундаментального периода в развитии жизни, который заключается в переходе от неживой материи к живой.

Молекулы, образующие клеточные мембраны в живой природе, являются типичными поверхностно-активными веществами (ПАВ) с липофильным «хвостом» и гидрофильной «головой». Попав в водный раствор, они способны самоорганизовываться в двойные слои, в которых липофильные хвосты направлены внутрь объёма, навстречу друг другу. Таким образом создаётся барьер, который и будет окружать клеточное вещество. К сожалению, на этом вся простота и заканчивается. Далее природа переходит к использованию особых ферментов-катализаторов, которые заранее встраиваются в материал мембраны и сшивают между собой липидные хвосты в трудно проницаемые клеточные стенки. Само присутствие подобных тщательно подобранных и оптимизированных ферментативных катализаторов делает абсолютно невозможным понимание того, как смогла появиться самая первая мембрана.

В своей работе учёные использовали самые «примитивные» катализаторы — ионы металлов, которые всегда присутствовали в изобилии на земной поверхности. Так была осуществлена абсолютно «искусственная» химическая реакция, сшивающая между собой липидные цепи и не имеющая никакого биологического эквивалента.

Процесс образования синтетических мембран выглядит по-настоящему завораживающим. В начале это всего лишь водная эмульсия органического масла и детергента, столь похожая по описанию на «протосуп». Сама по себе эмульсия устойчива, но стоит добавить немного раствора ионов меди, как абсолютно стабильные прежде везикулы начинают отпочковывать масляные капли, и всё приходит в движение. А через 24 часа везикулы и масляные капли исчезают: всё поглотила самособирающаяся мембрана.

Основная ценность этой работы, очевидно, состоит именно в её простоте. Как замечает руководитель проекта доктор Деварадж, процесс настолько прост, что может быть осуществлён за один день даже новичком, только начавшим работать в лаборатории...

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Как бонобо сами себя приручили
Обыкновенный шимпанзе и шимпанзе-бонобо — ближайшие родственники, но при этом разительно несхожи характерами. Исследователи полагают, что более покладистый нрав бонобо сформировался благодаря процессам, сравнимым с одомашниванием и приручением человеком диких животных. Есть известный эволюционный парадокс, связанный с нашими ближайшими родственниками — шимпанзе. Шимпанзе обыкновенный и шимпанзе-...
  (читать дальше)

Грецкие орехи замедляют развитие рака простаты
У мышей, генетически запрограммированных на развитие рака предстательной железы, замедлялся рост опухолей, если в их рационе были грецкие орехи. К такому выводу по результатам исследований пришли сотрудники Университета Южной Калифорнии в Дэвисе (США). Учёные оценивали размер злокачественных опухолей в простате у мышей, которых держали на разных диетах, через 9, 18 и 24 недели. Обнаружилось, что...
  (читать дальше)

Изотопически чистый графен обнаружил выдающиеся теплоотводящие свойства
В экспериментах физиков из США и Китая изотопически чистый графен продемонстрировал чрезвычайно высокий коэффициент теплопроводности. «Естественный» графен (~99% углерода-12 и ~1% углерода-13), напомним, уже зарекомендовал себя как отличный теплоотводящий материал. Поскольку основными переносчиками тепла в нём становятся фононы, средняя длина свободного пробега которых может зависеть от изотопно...
  (читать дальше)

Эксперименты с лазером приближают разгадку тайны магнитного поля
Гравитация правит миром, это так. Но она не одинока на своём Олимпе. Ключевым помощником гравитации в формировании нашей Вселенной в том виде, в каком мы её знаем, считается магнетизм. То, каким образом эта сила, возникающая при движении электрических зарядов, способна появляться при их отсутствии, до сих пор оставалось загадкой. И вот теперь она, кажется, решена. Эксперимент, проведённый недавн...
  (читать дальше)

Интернет облегчит рецензирование научных статей
Открыт онлайн-сервис, способный произвести революцию в рецензировании научных исследований. Редакторам журналов больше не надо отправлять статьи потенциальным рецензентам. Эксперты регистрируются на сайте Peerage of Science и ждут, когда там появится работа с ключевыми словами, соответствующими их специализации. После ознакомления они оценивают статью по пятибалльной шкале, и редакторы, ломающие...
  (читать дальше)

Хакеры атаковали сайты ирландского правительства в знак протеста - СМИ
Хакеры из группы Anonymous атаковали сайты Минюста и Минфина Ирландии в знак протеста против принятия антипиратского закона, готовящегося к рассмотрению в правительстве страны, сообщила в среду газета Irish Times. Оба сайта подверглись DDoS-атаке, из-за которой не были доступны в среду в течение нескольких часов. В официальном комментарии, выпущенном ведомствами, чьи сайты были атакованы, призна...
  (читать дальше)

Разрабатывается самовосстанавливающийся бетон
Американские материаловеды пытаются создать самовосстанавливающийся бетон с помощью биоминерализации. Споры бактерий, естественным образом вырабатывающих карбонат кальция, будут помещаться в бетонную смесь и активироваться при образовании трещин. «Бетон в основном обладает малым сопротивлением растяжению и сильным — сжатию, — поясняет соавтор исследования Парамита Мондал из Иллинойсского униве...
  (читать дальше)

Обнаружено древнейшее гнездовье динозавров
На раскопках в Южной Африке обнаружено гнездовье прозавропода массоспондила (Massospondylus), возраст которого оценивается в 190 млн лет. Находка позволяет получить новые сведения об эволюции сложного репродуктивного поведения ранних динозавров. Она на 100 млн лет старше других гнездовий, известных науке. Роберт Рейс из Университета Торонто в Миссиссауге, Дэвид Эванс из Королевского музея Онта...
  (читать дальше)

Синтезированы «магнитные» поверхностно-активные вещества
Химики из Великобритании, Германии, Франции и Китая синтезировали поверхностно-активные вещества (ПАВ) нового класса, чувствительные к внешнему магнитному полю. ПАВ накапливаются на границе соприкосновения двух фаз и образуют на ней слой повышенной концентрации, сильно снижая поверхностное натяжение. Это их свойство определяет область применения: значительная часть производимых ПАВ используется ...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)