Bước tiến mới hướng đến chế tạo tế bào nhân tạo

Một trong những mục tiêu của các nhà sinh học tổng hợp (synthetic biologists) là chế tạo các tế bào nhân tạo, tức những cấu trúc mô phỏng tế bào tự nhiên cả về giải phẩu lẫn sinh lý. Tạp chí Science ngày 5 tháng Chín 2014 đăng tải công trình của các nhà khoa học Đức. Họ đã thành công trong việc tạo ra một mô hình rất sơ khai của tế bào.

Theo đó, mô hình này bao gồm một màng lipid hai lớp, mô phỏng màng tế bào, và khung xương sinh chất (cytoskeleton) bên trong. Khung xương sinh chất này bao gồm các vi ống (microtubules) và các phân tử vận tải kinesin. Bên trong mô hình này cũng có chứa các phân tử ATP để cung cấp năng lượng cho kinesin hoạt động. Về mặt vật lý, các vi ống tạo thành một tinh thể lỏng hai chiều ở trạng thái chuyển động vĩnh viễn. Một hiện tượng xuất hiện là tinh thể lỏng hai chiều luôn xuất hiện các lỗi (faults). Điều này được giải thích dựa trên định lý Poincare-Holf, hay còn gọi là “bài toán quả bóng có tóc.” Theo đó, ta không thể chải cho tóc phẳng mà không tạo ra một nhúm tóc ở giữa (cowlick). Tương tự, luôn luôn có một vài vi ống không thể nằm phẳng dựa vào bề mặt màn theo mẫu thông thường. Vì các mô hình này chuyển động nên các lỗi cũng chuyển động theo và cũng tuân theo các quy luật vật lý.

Đây là một mô hình nguyên thủy về tế bào nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu cơ học của tế bào. Các nhà khoa học hy vọng mô hình sẽ giúp họ hiểu thêm về sự biến dạng tế bào.

Huy Vũ

Đăng lần đầu ngày 06.09.2014

Nguồn hình: Science. Sự thay đổi hình dạng của mô hình được lèo lái bởi động học biến dạng (defect dynamics).

Tài Liệu Tham Khảo: Topology and dynamics of active nematic vesicles

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả!