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生产合成细胞的一大挑战是它们必须能够分裂以产生后代

生产合成细胞的一大挑战是它们必须能够分裂以产生后代。海德堡的一个研究小组在《Angewandte Chemie》杂志上介绍了一种可重复的合成囊泡分裂机制。它基于渗透作用,可以通过酶促反应或光照来控制。

生物不能简单地从无生命的物质中出现(“生物发生”),而细胞总是来自已有的细胞。从头开始新建的合成细胞的前景正在改变这一范例。但是,这条道路上的一个障碍是受控分裂的问题-拥有“后代”的要求。

由海德堡大学的马克斯·普朗克医学研究所,海德堡大学,马克斯·普朗克学校至关重要的生活团队以及以KerstinGöpfrich为首的Exzellenzcluster 3D Matter Made to Order团队现在已经通过实现对以下方面的完全控制实现了里程碑囊泡。为了实现这一目标,他们生产了“巨大的单层囊泡”,它们是微米级大小的气泡,外壳由类似于天然膜的脂质双层制成。各种脂质结合在一起产生相分离的囊泡-具有膜半球的囊泡具有不同的组成。当周围溶液中溶解物质的浓度增加时,渗透作用导致水通过膜从囊泡中排出。这使囊泡的体积缩小,同时保持膜表面相等。在相界面处产生的张力使囊泡变形。他们沿着自己的“赤道”收缩自己-随着渗透压的增加而逐渐收缩-直到两半完全分开形成具有不同膜组成的两个(现在是单相)“女儿细胞”。何时发生分离仅取决于渗透活性颗粒的浓度比(摩尔渗透压浓度),并且与囊泡的大小无关。

提高渗透压的方法也没有作用。研究小组使用的方法包括使用蔗糖溶液并添加一种将葡萄糖和果糖分解以缓慢增加浓度的酶。利用光引发溶液中分子的分裂,研究人员可以对分离进行完全的空间和时间控制。使用严格控制的局部照射,可以使单个囊泡周围的浓度选择性增加,从而触发其选择性分裂。

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