सजीव और निर्जीव पदार्थों के गठजोड़ पर, उच्च संगठनात्मक जटिलता और विविध कार्यों के साथ कृत्रिम कोशिकाओं के सहज बॉटम-अप निर्माण में सुधार अभी भी एक समस्या है। इस चुनौती का समाधान करने के लिए, ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने बनाया है सिंथेटिक सेलसूक्ष्म निर्माण स्थल के रूप में जीवित जीवाणुओं से भरी चिपचिपी सूक्ष्म बूंदों का उपयोग करते हुए, प्रोटोकल्स के रूप में जाना जाता है।
इन उन्नत सिंथेटिक कोशिकाओं का निर्माण करने के लिए, जो वास्तविक जीवन की कार्यक्षमता की नकल करते हैं, वैज्ञानिकों ने बैक्टीरिया की क्षमता का उपयोग किया है। उन्होंने खाली बूंदों को दो प्रकार के जीवाणुओं के संपर्क में लाया: एक आबादी अनायास बूंदों के भीतर कैद हो गई, जबकि दूसरी छोटी बूंद की सतह पर फंस गई।
फिर उन्होंने दोनों प्रकार के जीवाणुओं को नष्ट कर दिया। यह सेलुलर घटकों की रिहाई का कारण बनता है जो हजारों जैविक अणुओं, भागों और मशीनरी वाले झिल्ली-लेपित बैक्टीरियोजेनिक प्रोटोकल्स का उत्पादन करने के लिए बूंदों के अंदर या सतह पर फंस जाते हैं।
तथ्य यह है कि प्रोटोकल्स उत्पन्न कर सकते हैं आरएनए और ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से इन विट्रो जीन अभिव्यक्ति और ऊर्जा-समृद्ध अणुओं (एटीपी) द्वारा प्रोटीन ने सुझाव दिया कि विरासत में मिले जीवाणु घटक सिंथेटिक कोशिकाओं में बने रहते हैं।
इस तकनीक की क्षमता का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने संरचनात्मक और रूपात्मक रूप से बैक्टीरियोजेनिक प्रोटोकल्स को फिर से तैयार करने के लिए रासायनिक चरणों की एक श्रृंखला का उपयोग किया। छोटी बूंद का इंटीरियर प्रोटीन फिलामेंट्स और झिल्ली से बंधे पानी के रिक्तिका के साइटोस्केलेटल जैसे नेटवर्क से भरा था। जारी बैक्टीरिया डीएनए एक नाभिक जैसी एक संरचना में संकुचित हो गया था।
इसके बाद, वैज्ञानिकों ने स्व-टिकाऊ एटीपी उत्पादन और ग्लाइकोलाइसिस, जीन अभिव्यक्ति और साइटोस्केलेटल असेंबली के लिए दीर्घकालिक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए जीवित बैक्टीरिया को प्रोटोकल्स में प्रत्यारोपित किया। उत्सुकता से, प्रोटोलिविंग निर्माणों ने स्थानीय जीवाणु वृद्धि और चयापचय के कारण अमीबा जैसा दिखने वाला एक बाहरी स्वरूप विकसित किया, जिससे एकीकृत आजीवन सुविधाओं के साथ एक सेलुलर बायोनिक प्रणाली का निर्माण हुआ।
संबंधित लेखक प्रोफेसर स्टीफन मान ने कहा: "सिंथेटिक कोशिकाओं में उच्च संगठनात्मक और कार्यात्मक जटिलता प्राप्त करना मुश्किल है, खासकर करीब-से-संतुलन स्थितियों के तहत। उम्मीद है, हमारा वर्तमान बैक्टीरियोजेनिक दृष्टिकोण वर्तमान प्रोटोसेल मॉडल की जटिलता को बढ़ाने में मदद करेगा, असंख्य जैविक घटकों के एकीकरण की सुविधा प्रदान करेगा और सक्रिय साइटोमिमेटिक सिस्टम के विकास को सक्षम करेगा।
पहले लेखक डॉ. कैन जू, ब्रिस्टल विश्वविद्यालय में अनुसंधान सहयोगी, जोड़ा: "हमारा जीवित-सामग्री असेंबली दृष्टिकोण सहजीवी जीवित/सिंथेटिक सेल निर्माणों के निचले स्तर के निर्माण के लिए एक अवसर प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, इंजीनियर बैक्टीरिया का उपयोग करके, सामान्य रूप से सिंथेटिक जीव विज्ञान, जैव निर्माण और जैव प्रौद्योगिकी के नैदानिक और चिकित्सीय क्षेत्रों में विकास के लिए जटिल मॉड्यूल बनाना संभव होना चाहिए।
जर्नल संदर्भ:
- जू, सी।, मार्टिन, एन।, ली, एम। एट अल। बैक्टीरियोजेनिक प्रोटोकल्स की जीवित सामग्री संयोजन। प्रकृति (2022)। DOI: 10.1038 / s41586-022-05223-w
