Sel buatan pertama yang dapat bergerak sendiri diciptakan

tế bào - Ảnh 1. — Selain nilai ilmiah fundamentalnya, keberhasilan menciptakan sel buatan yang dapat bergerak sendiri juga membuka banyak potensi aplikasi dalam biomedis dan konstruksi - Foto: AI

Dalam karya yang diterbitkan di jurnal Science, sekelompok ilmuwan di Sel buatan ini merupakan salah satu struktur paling sederhana yang pernah diciptakan: hanya terdiri dari membran lipid, enzim, dan pori, menurut Institut Bioteknologi Catalonia (IBEC) , Universitas Barcelona, University College London, Universitas Liverpool, Institut Biofisika, dan Yayasan Sains Ikerbasque. Namun, sel buatan ini memiliki kemampuan untuk mengorientasikan diri dan bergerak berdasarkan reaksi kimia, mirip dengan bagaimana sperma menemukan sel telur atau sel darah putih melacak tanda-tanda infeksi.

Fenomena ini disebut kemotaksis, kemampuan untuk bergerak sesuai konsentrasi kimia, yang merupakan keterampilan bertahan hidup yang penting dalam dunia biologi. Keistimewaan sel buatan ini adalah ia tidak membutuhkan struktur kompleks seperti flagela atau reseptor.

"Kami menciptakan kembali semua mobilitas ini hanya dengan tiga elemen: membran, enzim, dan pori inti. Tanpa repot. Dan kemudian aturan-aturan kehidupan yang tersembunyi pun muncul," ujar Profesor Giuseppe Battaglia (IBEC).

Sel buatan ini terbuat dari liposom, gelembung lemak yang menyerupai membran sel asli. Ketika ditempatkan di lingkungan dengan gradien konsentrasi glukosa atau urea, enzim di dalam liposom bereaksi dengan molekul-molekul ini, menciptakan perbedaan konsentrasi.

Ketidakseimbangan tersebut menciptakan aliran mikroskopis melintasi permukaan sel, mendorongnya ke sisi yang berkonsentrasi lebih tinggi. Pori-pori membran bertindak sebagai "pintu air" yang terkendali, menciptakan asimetri yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya dorong, mirip dengan cara perahu mendorong dirinya sendiri oleh aliran air.

Dalam eksperimen mereka, tim tersebut memeriksa lebih dari 10.000 sel buatan dalam saluran mikrofluida di bawah kondisi gradien yang dikontrol ketat. Hasilnya menunjukkan bahwa sel dengan lebih banyak pori nukleus bergerak lebih aktif ke arah kemotaksis; sel tanpa pori hanya bergerak secara pasif, kemungkinan melalui difusi sederhana.

Di alam, motilitas merupakan strategi bertahan hidup yang membantu sel hidup menemukan nutrisi, menghindari racun, dan mengoordinasikan pertumbuhannya. Simulasi akurat fenomena ini hanya dengan tiga komponen minimal membawa para ilmuwan lebih dekat untuk menguraikan bagaimana kehidupan mungkin mulai bergerak pada awal evolusinya.

Selain nilai ilmiah fundamentalnya, penelitian ini juga membuka banyak potensi aplikasi di bidang biomedis dan konstruksi. Misalnya, sel buatan dapat dirancang untuk mengantarkan obat ke lokasi yang tepat di dalam tubuh, mendeteksi perubahan kimia di lingkungan mikro, atau menciptakan sistem pengorganisasian mandiri yang terprogram dalam industri konstruksi.

Karena komponen seluler ini ada di mana-mana dalam biologi, komponen ini dapat ditingkatkan atau diadaptasi untuk menciptakan mikrorobot bionik lunak yang tidak memerlukan rangka logam atau sirkuit elektronik.

"Perhatikan baik-baik sel buatan yang bergerak. Di dalamnya terdapat rahasia: bagaimana sel berbisik, bagaimana ia mengangkut hal-hal vital. Namun, biologi alami terlalu berisik, terlalu detail. Jadi, kita 'curang' sedikit. Dan kemudian semuanya menjadi ramping, indah, seperti musik kimia murni," Profesor Battaglia mengibaratkan.

Komentar (0)