Группа ученых под руководством профессора Хироаки Судзуки из Университета Тюо разработала метод массового производства искусственных клеток с модельными ядрами. В команду вошли аспиранты Ёнэяма Рётаро, Морикава Наоя и Усияма Рёта, исследователь Цугане Мамико, технический ассистент Сато Рэйко и доцент Маруяма Томоя из Центра автономных систем ASMat, а также профессор Такиноэ Масахиро из Токийского технологического института.

Результаты опубликованы в издании JACS Au.

Искусственные клетки создают, комбинируя липиды, ДНК и белки, чтобы имитировать живые структуры. Особенно сложно воспроизвести ядро — главную часть клетки, где хранится генетический код. Ученые использовали микрофлюидные устройства, чтобы получать одинаковые по размеру липосомы (пузырьки с липидной мембраной), а затем добавляли внутрь ДНК и соль. С помощью осмотического давления компоненты сжимались, формируя компактные модельные ядра. Раньше для этого требовался нагрев, который мог повредить другие элементы искусственной клетки, но новый метод позволяет обойтись без него.

Микрофлюидное устройство — это чип с микроскопическими каналами, через которые пропускают жидкости. Он работает как мини-лаборатория: позволяет смешивать компоненты с высочайшей точностью, создавая однородные структуры (например, капли или пузырьки). В этом исследовании такие устройства использовали для получения одинаковых липосом.

В результате удалось не только создать стабильные ядра, но и добиться синтеза зеленого флуоресцентного белка (GFP) из встроенных генов. Это важный шаг к созданию функциональных искусственных клеток, которые в будущем смогут заменить настоящие — например, в биотехнологиях или медицине.

Этот метод может ускорить разработку искусственных клеток для:

• Биомедицины — создание клеток-»фабрик» для производства лекарств прямо в организме.
• Биосенсоров — клетки смогут детектировать токсины или патогены.
• Синтетической биологии — тестирование генетических конструкций без использования живых организмов.

Пока это фундаментальное исследование, но если технологию удастся масштабировать, она может стать основой для персонализированной терапии.

Главный вопрос — насколько такие искусственные клетки стабильны в долгосрочной перспективе. В статье не указано, как долго они сохраняют активность и можно ли их использовать вне лабораторных условий. Кроме того, синтез GFP — простейший пример; реальные задачи потребуют куда более сложных белковых систем.

Ранее российские ученые создали метод оценки структур для выращивания тканей.