Forskere skaber syntetisk prototissue, der kan synkroniseres

Opdagelsen, udgivet i Naturmaterialer , er den første kemisk programmerede tilgang til fremstilling af et kunstigt væv. Fundene, som kan have store sundhedsmæssige anvendelser i fremtiden, kunne se kemisk programmeret syntetisk væv blive brugt til at understøtte svigtende levende væv og til at helbrede specifikke sygdomme.

Udviklingen af ​​syntetisk væv, der kan efterligne levende cellers evne til at producere funktioner som slag og kemisk afgiftning har, indtil nu, forblev en stor syntetisk biologisk udfordring.

Et hold, ledet af professor Stephen Mann FRS og Dr. Pierangelo Gobbo fra Bristols kemiske skole, kemisk programmerede kunstige syntetiske celler kendt som protoceller til at kommunikere og interagere med hinanden på en stærkt koordineret måde.

Forskerne konstruerede to typer kunstige celler, der hver havde en proteinpolymermembran, men med komplementære overfladeforankringsgrupper. Teamet samlede derefter en blanding af de klæbrige kunstige celler i kemisk forbundne klynger for at producere selvbærende kunstige vævssfæroider. Ved at bruge en polymer, der kunne ekspandere eller trække sig sammen, da temperaturen blev ændret under eller over 37 ° C, det var muligt at få det kunstige væv til at undergå vedvarende slaglignende svingninger i størrelse.

Teamet var i stand til at øge funktionaliteten af ​​de kunstige væv ved at fange enzymer i deres kunstige celler. Ved hjælp af forskellige kombinationer af enzymer, holdet var i stand til at modulere amplituden af ​​tæsk og kontrollere bevægelsen af ​​kemiske signaler ind og ud af det kunstige væv.

Professor Stephen Mann FRS, Professor i kemi i Bristol og hovedforfatter, sagde:"Vores tilgang til rationelt design og fremstilling af prototissues bygger bro over et vigtigt hul i syntetisk biologi fra bunden og bør også bidrage til udviklingen af ​​nye bioinspirerede materialer, der fungerer i grænsefladen mellem levende væv og deres syntetiske modstykker."

Dr. Pierangelo Gobbo, hovedforfatter, tilføjede:"Vores metode åbner en rute fra den syntetiske konstruktion af individuelle protoceller til samlingen og rumlig integration af multi-protocellulære strukturer. På denne måde kan vi kan kombinere specialiseringen af ​​individuelle protocelltyper med ensemblets kollektive egenskaber. "