Искусственные клеточки начали без помощи других двигаться. Пока это всего только простая модель -- масляная суспензия в аква растворе. Но заложенный в ней принцип универсален, невзирая на свою простоту.

Над созданием искусственных клеток работают ученые со всего мира. Они уповают, что в дальнейшем такие клеточки станут неподменным инвентарем в лечении самых различных болезней. Но до совершенного тела, ни в чем же не уступающего живой клеточке, пока далековато, и различные научные группы разрабатывают различные «детали» и принципы инструмента грядущего.

Так, интернациональная группа ученых из институтов Токио (The University of Tokyo), Тиба (Chiba University) в Стране восходящего солнца и Южной Дании (University of Southern Denmark) задалась целью вынудить искусственную клеточку без помощи других прямолинейно двигаться. Результаты их исследования размещены в Journal of American Chemical Society.

Клеточные модели

В качестве модели искусственной клеточки они избрали простой из вероятных объект – масляную каплю в аква растворе. А в качестве движущей силы – градиент поверхностного натяжения.

В аква растворе, содержащем поверхностно активное вещество (ПАВ), химики сделали суспензию из капелек 4-октиланилина, в каком в свою очередь растворили катализатор, провоцирующий гидролиз ПАВ с распадом на гидрофильный и липофильный остатки, другими словами растворяющийся в воде и в масле соответственно. Капельки были размером от 10 до 140 микрон.

Каталитический моторчик

Когда эти примитивные модели клеток помещали в суспензию, на их поверхности начинала происходить реакция гидролиза ПАВ. Липофильный продукт реакции проникал в масляную каплю. Флуктуации скорости гидролиза приводили к тому, что продукты реакции распределялись в капле неравномерно. Из-за разности состава в объеме капли появлялась разница поверхностного натяжения, которая заставляла каплю двигаться в растворе. Движение в свою очередь приводило к тому, что липофильные продукты гидролиза продолжали накапливаться в задней по отношению к направлению движения части капли. Более того, на задней стене клеточки создавалось скопление еще больше маленьких капель -- поперечником 3-4 микрона, состоящих из раствора катализатора и товаров гидролиза в 4-октиланилине. Эти капельки не сливались с основной большой каплей, а поддерживали градиент поверхностного натяжения, заставляющий объект двигаться.

Ученые увидели еще одну увлекательную особенность. Некие капли двигались синхронно. Если одна капля проходила мимо другой на довольно близком расстоянии, то та пристраивалась «в хвост» и следовала за ней. Этот любознательный факт ученые пока затрудняются разъяснить, но подразумевают, что в его базе лежит электростатическое взаимодействие. Понаблюдать за «гонкой преследования» можно на видео, которое приложено в качестве дополнительного материала к статье.

Хим горючее, которое эти искусственные масляные клеточки употребляют для собственного движения, как и хоть какое другое, ограничено. Когда ПАВ в растворе кончается, клеточка замедляется и останавливается. Ученые отмечают, что их разработка – 1-ая работающая модель «самодвижущейся» искусственной клеточки. Принцип, положенный в ее базу, может быть, понадобится для сотворения более сложных искусственных биообъектов.