Клетки синтетической ткани заставили общаться под действием ультрафиолета

Фоточувствительная синтетическая ткань и электроды

University of Oxford

Британские исследователи создали ткань из искусственных клеток, которые обмениваются друг с другом сигналами под действием ультрафиолета. Отчет о работе опубликован в журнале Science Advances.

Сотрудники Оксфордского университета, воспользовавшись собственными предыдущими наработками, напечатали на ткань из синтетических клеток, которые представляют собой пиколитровые капли воды, окруженные мембранами из двойного слоя липидов. В каждую клетку поместили систему синтеза белка из рекомбинантных элементов (PURE), содержащую минимальный набор элементов, необходимый для синтеза белка.

Для светового управления экспрессией белков ученые создали специальный промотор РНК-полимеразы Т7, проводящей транскрипцию. Для этого они заменили тимин в промоторе на С6-аминотимин, соединенный N-гидроксисукцинимидом и фотоотщепляемым 2-нитробензилом с биотином. В свою очередь, биотин соединили со стрептавидином. Получившиеся массивные молекулярные конструкции препятствуют соединению полимеразы Т7 с промотором, а при их отщеплении под действием ультрафиолета с длиной волны 365 нанометров запускается транскрипция.

Эффективность получившегося фоточувствительного промотора проверили, поместив под его управление гены желтого флуоресцентного белка mVenus и красного флуоресцентного белка mCherry.

После этого фоточувствительный промотор связали с геном трансмембранной поры альфа-гемолизина (αHL), обеспечивающей контакт между мембранами клеток. Под действием света синтетические клетки синтезировали αHL и встраивали его в места контакта с мембранами соседних клеток. В функциональности пор ученые убедились в экспериментах с межклеточной передачей низкомолекулярного красителя карбокситетраметилродамина и проведением электрического импульса благодаря току ионов.

Напечатав 3D-принтером в искусственной ткани сеть содержащих фоточувствительную систему синтеза αHL клеток, исследователи добились передачи между ними электрических сигналов под действием света. Функционирование этой трехмерной сети напоминало передачу возбуждения между нейронами.

«На основе подобных синтетических тканей можно разрабатывать биоустройства, которые взаимодействуют с тканями живых организмов», — пишут разработчики.

Олег Лищук

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.