Chế tạo thành công tế bào bằng plastic đầu tiên

Các nhà nghiên cứu tại Khoa Vật liệu phân tử tại trường đại học Radboud đã chế tạo thành công tế bào nhân thực bằng plastic đầu tiên dựa trên cấu trúc của một giọt nước. Đây là tế bào nhân tạo đầu tiên có thể thực hiện các phản ứng hóa học độc lập tại mỗi bào quan giống như một tế bào trong tự nhiên. Công trình nghiên cứu đã được đăng tải trên trang nhất tạp chí Nature Chemistry.

Trước đây, các nhà khoa học đã tìm cách chế tạo các tế bào nhân tạo và phát triển loại DNA tổng hợp có khả năng tự sao chép và nhân đôi thành tế bào hoàn chỉnh. Hiện tại, lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã sử dụng thành công polyme để sản xuất tế bào nhân thực nhân tạo có đầy đủ các bộ phận và thực hiện các chức năng giống như một tế bào thật sự.

Các tế bào nhân thực là vật liệu chính để tạo nên các cấu trúc phức tạp trên cơ thể sinh vật sống. Bên trong tế bào nhân thực có chứa nhiều bào quan thực hiện các chức năng khác nhau thông qua các phản ứng hóa học trong một không gian vô cùng nhỏ. Các bào quan được ngăn cách với nhau để có thể thực hiện các phản ứng hóa học một cách độc lập là một điều kỳ diệu của tự nhiên. Tại sao các tế bào có thể thực hiện các phản ứng ở quy mô rất nhỏ, điều vô cùng khó thực hiện trong phòng thí nghiệm luôn là mối quan tâm hàn đầu của các nhà hóa học.

Tất cả những câu hỏi trên đã được các nhà khoa học tại trường đại học Radboud Nijmegen, Hà Lan đưa ra câu trả lời thông qua việc chế tạo thành công tế bào nhân thực đầu tiên bằng plastic có thể thực hiện các phản ứng hóa học ở quy vô rất nhỏ. Giáo sư Jan van Hest, người đã chế tạo thành công các bào quan nhân tạo đã phát biểu: "Nhóm chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu để chế tạo các tế bào có tính tương thích cao hơn với cơ thể sống. Trong tương lai có thể sử dụng các acid béo để chế tạo nên các tế bào nhân tạo. Bước tiếp theo sẽ tạo nên các tế bào nhân tạo có khả năng trao đổi chất để tự tạo nên năng lượng".

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình giọt nước để định hình cấu trúc của tế bào bằng plastic. Để tạo nên các bào quan, họ đã tạo nên các khối cầu siêu nhỏ từ chất dẻo PS có chứa enzymes bên trong để thực hiện các chu trình phản ứng hóa học. Cuối cùng, một lớp polybutadiene đã được nhủ tương ly tâm sẽ bao bọc bên ngoài tế bào có nhiệm vụ như thành tế bào.

Đây là tế bào nhân thực nhân tạo đầu tiên bên trong được phân chia thành các khoang giống như tế bào trong tự nhiên. Việc chia tế bào thành các khoang sẽ giúp các enzyme thực hiện các chuỗi phản ứng hóa học độc lập giống như trong tự nhiên. Giáo sư Van Hest chia sẻ: "Chúng tôi đang tìm cách kiểm soát hoạt đọng của các chất hóa học tại mỗi bào quan bên trong tế bào. Bằng cách này, chúng tôi sẽ hiểu hơn các tế bào sống tự nhiên hoạt động như thế nào. Từ đó, chúng tôi sẽ mô phỏng và tạo ra những tê bào giống với tự nhiên hơn".