Des scientifiques créent une cellule artificielle qui produit sa propre énergie par photosynthèse
Les cellules artificielles créées à l’intérieur du laboratoire ont fait un autre grand pas en avant, les scientifiques développant des cellules capables de produire leur propre énergie chimique et de synthétiser des parties de leur propre construction.
Ces cellules artificielles ressemblent donc beaucoup plus à de vraies cellules biologiques – des cellules qui peuvent construire et organiser leurs propres blocs de construction naturellement.
Non seulement cela pourrait nous aider à comprendre comment les cellules réelles fonctionnent et voient le jour, mais cela pourrait aussi être vital pour une foule d’autres domaines de recherche – comme les efforts en cours pour produire des organes artificiels et d’autres tissus du corps afin de lutter contre la maladie.
“J’essaie depuis longtemps de construire une cellule artificielle vivante, en me concentrant en particulier sur les membranes”, explique Yutetsu Kuruma, chercheur principal du Tokyo Institute of Technology au Japon.
“Dans ce travail, nos cellules artificielles étaient enveloppées dans des bicouches lipidiques et de petites structures membranaires y étaient encapsulées. De cette façon, la membrane cellulaire est l’aspect le plus important de la formation d’une cellule.”
Les bicouches lipidiques contenaient les protéines ATP synthase et bactériorhodopsine, purifiées à partir de cellules vivantes. Elles ont été conçues pour fonctionner en tandem, pour utiliser l’énergie lumineuse afin de créer une différence d’énergie à l’intérieur de la cellule, puis pour utiliser cette différence d’énergie afin de construire plus de molécules et plus de protéines.
Pendant les expériences, le processus de photosynthèse s’est déroulé comme les scientifiques l’avaient espéré. Les cellules artificielles imitaient les cellules réelles en fabriquant de l’ARN messager (ARNm) à partir de l’ADN, puis des protéines à partir de l’ARNm.
La caractéristique clé ici est la capacité des cellules à produire cette énergie et à faire leur propre synthèse, ce qui pourrait mener à la création de cellules artificielles indépendantes qui peuvent être soutenues par elles-mêmes.
Bien que l’étude n’ait pas été en mesure de reproduire toute la gamme de protéines qu’une cellule réelle peut produire, les chercheurs pensent que cela pourrait être à portée de main avec une mise à niveau.
Les scientifiques disent que leurs travaux pourraient également être importants dans l’étude des protocellules, que l’on pense avoir précédées les cellules modernes. Comment ces protocellules ont-elles produit de l’énergie pour créer leur propre métabolisme ? Ce nouveau type de cellule artificielle pourrait nous le dire.
Si deux protéines membranaires peuvent produire suffisamment d’énergie pour stimuler l’expression génétique, comme le montre cette étude, les protocellules auraient pu utiliser la lumière solaire pour évoluer vers ce que nous appelons les cellules modernes.
Au fur et à mesure que les recherches se poursuivent, nous pourrions être en mesure d’atteindre et d’observer le point de basculement du développement cellulaire qui s’est produit au début de la Terre. D’autres avantages de la recherche pourraient s’étendre de l’administration de médicaments à la mise au point de capteurs super-intelligents, et il y en a encore beaucoup d’autres à venir.
“Notre système de cellules photosynthétiques artificielles ouvre la voie à la construction d’une cellule artificielle énergétiquement indépendante”, écrivent les chercheurs.
La recherche a été publiée dans Nature Communications.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
