Investigadores de la Universidad de Bristol han demostrado que las células artificiales residentes abandonan a sus huéspedes de protocélulas al mostrar un comportamiento antagonista al recibir una señal química
El trabajo abre nuevas perspectivas para desarrollar materiales sintéticos blandos dotados de propiedades reales.
Las células vivas cooperan y compiten entre sí para maximizar su supervivencia y optimizar su comportamiento colectivo. Reproducir estos comportamientos en comunidades de entidades sintéticas similares a células protoceldas es extremadamente desafiante y requiere que diferentes tipos de protoceldas se unan en estrecha proximidadpara que puedan operar al unísono, o alternativamente, trabajar uno contra el otro.
En un nuevo estudio publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , el profesor Stephen Mann de la Facultad de Química de Bristol, junto con los colegas Dr. Nicolas Martin, Yan Qiao, Richard Booth y Mei Li en el Centro de Investigación de Protolife de Bristol, y el colaborador francés Jean-Paul Douliez de la Universidad de Burdeos han abordado este temadesafíe diseñando dos tipos de protoceldas que contienen enzimas, que cuando se mezclan espontáneamente se ensamblan en comunidades huésped-huésped anidadas que operan sinérgicamente o antagónicamente dependiendo de la fuerza de una señal química.
El equipo utilizó gotas grandes de un complejo de ácidos grasos sensibles al pH coacervato y pequeñas microcápsulas de proteínas y polímeros proteinosomas como las protocélulas huésped y huésped, respectivamente. Al diseñar interacciones atractivas entre los dos tipos de protoceldas, los proteinosomas fueroncapturado e internalizado espontáneamente en las microgotas coacervadas para producir una comunidad anidada.
Los investigadores cargaron enzimáticamente a la comunidad anidada atrapando glucosa oxidasa y peroxidasa de rábano picante dentro de los proteinosomas y coacervando microgotas, respectivamente. La adición de bajas cantidades de glucosa en el ambiente produjo una interacción cooperativa entre las protocélulas huésped y huésped de manera que los doslas enzimas trabajaron juntas para producir una cascada química acoplada espacialmente.
Sin embargo, al aumentar el nivel de la señal de glucosa, las protocélulas invitadas se volvieron contra su huésped, lo que condujo al desarmado inducido por el pH de las gotas de coacervado y la liberación de los proteinosomas residentes. Una característica sorprendente del proceso de auto reconfiguración fue que las gotasreestructurado en pequeñas vesículas de ácido graso que quedaron atrapadas dentro de los proteinosomas expulsados para producir un nuevo tipo de protocelda anidada.
El profesor Stephen Mann dijo: "Aunque la investigación se encuentra en una etapa temprana, nuestra visión a largo plazo es desarrollar redes de interacción dinámicas en comunidades de protoceldas sintéticas. Esto podría ofrecer nuevas oportunidades para el diseño de microsistemas funcionales similares a la vida que operan colectivamentepor ejemplo, como sensores inteligentes, agentes de liberación y liberación de medicamentos y módulos de microescala para captura y almacenamiento de energía ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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