SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /WEEK 37 /UNE DECOUVERTE EXCEPTIONNELLE !!!

Et voici l' article relatant une découverte exceptionnelle selon moi et que je ne commente pas aujourd'hui,: ''Scientists create artificial cells that mimic living cells' ability to capture, process, and expel material'' by New York University xxxxxxxxxxxxxxxxx Les scientifiques créent des cellules artificielles qui imitent la capacité des cellules vivantes à capturer, traiter et expulser la matière par l'Université de New York Crédit : CC0 Domaine public Des chercheurs ont développé des structures artificielles semblables à des cellules à l'aide de matière inorganique qui ingèrent, traitent et expulsent de manière autonome la matière inerte, recréant une fonction essentielle des cellules vivantes. Leur article, publié dans Nature, fournit un modèle pour créer des « imitateurs cellulaires », avec des applications potentielles allant de l'administration de médicaments à la science de l'environnement. Une fonction fondamentale des cellules vivantes est leur capacité à capter l'énergie de l'environnement pour pomper des molécules dans et hors de leurs systèmes. Lorsque l'énergie est utilisée pour déplacer ces molécules des zones de faible concentration vers les zones de concentration plus élevée, le processus est appelé transport actif. Le transport actif permet aux cellules d'absorber les molécules nécessaires comme le glucose ou les acides aminés, de stocker de l'énergie et d'extraire (exfiltrer) les déchets. Pendant des décennies, les chercheurs ont travaillé à la création de cellules artificielles, des structures microscopiques conçues pour imiter les caractéristiques et le comportement des cellules biologiques. Mais ces imitateurs cellulaires ont tendance à ne pas avoir la capacité d'effectuer des processus cellulaires complexes comme le transport actif. Dans l'étude Nature, des chercheurs de l'Université de New York et de l'Université de Chicago décrivent une nouvelle imitation cellulaire entièrement synthétique qui est un pas de plus vers la réplication de la fonction des cellules vivantes. Lorsqu'ils sont déployés dans des mélanges de différentes particules, les imitateurs cellulaires peuvent effectuer des tâches de transport actif en capturant, en concentrant, en stockant et en livrant de manière autonome une cargaison microscopique. Ces cellules artificielles sont fabriquées avec un minimum d'ingrédients et n'empruntent aucun matériau à la biologie Pour concevoir les imitateurs cellulaires, les chercheurs ont créé une membrane sphérique de la taille d'un globule rouge à l'aide d'un polymère, un substitut de la membrane cellulaire qui contrôle ce qui entre et sort d'une cellule. Ils ont percé un trou microscopique dans la membrane sphérique créant un nano-canal à travers lequel la matière peut être échangée, imitant le canal protéique d'une cellule naturelle Mais pour effectuer les tâches requises pour le transport actif, les imitateurs cellulaires avaient besoin d'un mécanisme pour alimenter la structure semblable à une cellule pour attirer puis expulser le matériau. Dans une cellule vivante, les mitochondries et l'ATP fournissent l'énergie nécessaire au transport actif. Dans l'imitation cellulaire, les chercheurs ont ajouté un composant chimiquement réactif à l'intérieur du nano-canal qui, lorsqu'il est activé par la lumière, agit comme une pompe. Lorsque la lumière frappe la pompe, elle déclenche une réaction chimique, transformant la pompe en un minuscule moteur de vide et attirant la cargaison dans la membrane. Lorsque la pompe est éteinte, la cargaison est piégée et traitée à l'intérieur du mimétisme de la cellule. Et lorsque la réaction chimique est inversée, la cargaison est expulsée à la demande. Notre concept permet à ces imitateurs de cellules artificielles de fonctionner de manière autonome et d'effectuer des tâches de transport actif qui ont jusqu'à présent été confinées au domaine des cellules vivantes », a déclaré Stefano Sacanna, professeur agrégé de chimie à la NYU et auteur principal de l'étude. « Au cœur de la conception de cette structure en forme de cellule est la synergie entre un élément actif qui l'alimente de l'intérieur et les contraintes physiques imposées par les parois cellulaires, leur permettant d'ingérer, de traiter et d'expulser les corps étrangers. Les chercheurs ont testé les imitateurs cellulaires dans différents environnements. Dans une expérience, ils ont suspendu les imitateurs de cellules dans l'eau, les ont activés avec de la lumière et les ont observés en train d'ingérer des particules ou des impuretés de l'eau qui les entoure, illustrant une application potentielle pour nettoyer les polluants microscopiques de l'eau Dans une autre expérience, ils ont démontré que les imitateurs cellulaires peuvent avaler les bactéries de type E. coli et les piéger à l'intérieur de la membrane, offrant potentiellement une nouvelle méthode de lutte contre les bactéries dans le corps. Une autre application future des imitateurs cellulaires pourrait être l'administration de médicaments, étant donné qu'ils peuvent libérer une substance préchargée lorsqu'ils sont activés. Les chercheurs continuent de développer et d'étudier des imitateurs cellulaires, notamment en construisant des imitateurs qui effectuent différentes tâches et en apprenant comment différents types communiquent entre eux. xxxxxxxxxxxxxxxxxxx Explore further Transport pathway for cell waste important for future treatments for cancer and dementia More information: Transmembrane transport in inorganic colloidal cell mimics, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03774-y , www.nature.com/articles/s41586-021-03774-y Journal information: Nature Provided by New York University