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Künstliche Zellen - Fiktion oder Realität?

Künstliche Zellen - Fiktion oder Realität?

Wie sieht eine durchschnittliche eukaryotische Zelle aus? Sehr grob erklärt, ist dies eine Wasserlösung von organischen chemischen Verbindungen (bekannt als Zytoplasma), die in einer doppelschichtigen Lipidzellmembran eingekapselt sind. Innerhalb der Zelle gibt es verschiedene funktionelle Einheiten, die Organellen genannt werden, wie Mitochondrien, Golgi-Apparat, Ribosomen und wahrscheinlich die wichtigste - den Kern, der das genetische Material enthält.
Zellen haben meist eine ovale Form, aber es gibt Zellen mit bestimmten Formen, wie z. B. spindelartige Muskelzellen oder einige Nervenzellen, die wie ein Stern aussehen.

[Bildquelle: Wikimedia]

Viele Wissenschaftler auf dem Gebiet der Chemie versuchen, voll funktionsfähige, künstliche Zellstrukturen zu schaffen. Obwohl einige künstliche Einheiten mit einer der lebenden Zelle ähnlichen Struktur bereits zur Herstellung von Medikamenten verwendet werden, wird zur Schaffung von Lebewesen künstliche Zelle ist im Moment unmöglich. Die Definition der synthetischen Biologie für „lebende“ künstliche Zellen ist eine Zelle, die vollständig aus synthetischen Materialien besteht und mutieren, Ionengradienten aufrechterhalten, Energie erfassen und Informationen speichern kann. Liposomen in der Rolle künstlicher Zellkomponenten haben jedoch ihre Zuverlässigkeit in der Medizin bewiesen und einen leichteren Durchgang durch die Zellmembran des Medikaments ermöglicht, das sie tragen. Liposomen verringern auch die Immunantwort gegen ihre Ladung und verringern eventuelle allergische Reaktionen.

An der wurden verschiedene Methoden zur Erzeugung künstlicher Zellen ausprobiert Institut für Moleküle und Materialien (IMM). Wilhelm Huck, Professor am selben Institut, verwendet winzige Tröpfchen von Lösungen, deren chemische Zusammensetzung dem Zytoplasma einer realen Zelle sehr nahe kommt.
"Konkurrierende Gruppen arbeiten näher an der Biologie, zum Beispiel an der Herstellung von Zellen aus Fettsäuren. Wir möchten dies auch in Zukunft tun. Ein weiterer Schritt wäre die Herstellung von Zellen, die ihre eigene Energieversorgung produzieren. Wir arbeiten auch an Möglichkeiten Kontrolle der Bewegung von Chemikalien innerhalb der Zelle in Richtung Organellen ", sagt Huck. "Durch die Simulation dieser Dinge können wir lebende Zellen besser verstehen. Eines Tages werden wir sogar in der Lage sein, etwas herzustellen, das der Realität sehr ähnlich sieht."
Eine der neuesten Forschungen zu diesem Thema wurde von durchgeführt Jan van Hest von Radboud Universität Nijmegen und Sébastien Lecommandoux Bei der Universität von Bordeaux. Sie haben künstliche Organellen geschaffen, indem sie Nanokugeln mit chemischen Verbindungen gefüllt und in ein Wassertropfen injiziert haben. Die zukünftige künstliche Zelle brauchte eine Membran, daher bedeckten die Wissenschaftler das Tröpfchen mit einer Schicht aus Kunststoffpolymer. Das Team hat die von ihnen geplante Kaskade chemischer Reaktionen erfolgreich entdeckt und war damit der erste Chemiker, der eine Zelle aus Kunststoff mit funktionierenden Organellen baute. Die Reaktionen wurden unter Verwendung eines fluoreszierenden Farbstoffs nachgewiesen.

"Genau wie in den Zellen unseres Körpers können die Chemikalien nach der Reaktion in den Organellen in das Zellplasma gelangen und an anderer Stelle in der Zelle verarbeitet werden", erklärt erRuud Peters, Doktorand über das Projekt.
Angewandte Chemie und Naturchemie waren die Zeitschriften, die diese Forschung veröffentlichten.


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