I “nervi” sintetici lavorano alla luce

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I “nervi” sintetici lavorano alla luce

Gocce d’acqua microscopiche, delimitate da una membrana lipidica e impilate una sull’altra utilizzando la stampa 3D, possono trasmettersi impulsi elettrici, proprio come le cellule nervose.

I ricercatori di Oxford hanno creato un analogo artificiale della catena nervosa: cellule sintetiche, confezionate utilizzando una stampante 3D in una sorta di tessuto conduttivo, erano in grado di condurre un impulso elettrico. Diciamo subito che le cellule in questo caso sono minuscole gocce d’acqua del volume di 50-100 picolitri, racchiuse in una membrana lipidica a strato singolo. È chiaro che tali gocce non contenevano solo acqua, ma contenevano anche DNA con geni che codificano per proteine ​​transmembrana e tutto l’apparato necessario per la sintesi proteica. Le proteine ​​transmembrana sintetizzate nella “cellula” formavano un canale passante nella membrana – così tra due gocce si formava un “contatto intercellulare” attraverso il quale poteva passare un segnale elettrico. Il lavoro della “catena nervosa” dipendeva dall’illumi___one – le “cellule” contenevano anche una speciale proteina fotosensibile che, sotto l’influenza della luce, si legava al DNA e attivava i geni delle proteine ​​​​transmembrana scritte in esso.

Schema di trasmissione del segnale lungo una catena di “cellule sintetiche”: i geni, sotto l’influenza della luce, sintetizzano le proteine ​​​​transmembrana, che sono incorporate nelle membrane e formano un canale per la trasmissione di un impulso elettrico. (Illustrazione di Michael Booth/Università di Oxford Una stampante 3D che stampa un “tessuto” conduttivo da “cellule” sintetiche. (Foto di Michael Booth/Università di Oxford) ‹ › Visualizza a schermo intero

L’imballaggio delle goccioline densamente ordinato è stato ottenuto, come menzionato sopra, utilizzando una stampante 3D. La tecnologia stessa per la stampa tridimensionale da tali “cellule” è stata sviluppata molto tempo fa, ma ora gli autori del lavoro hanno dovuto sviluppare una nuova ricetta per loro, in modo che sia le “cellule” stesse che le macchine molecolari contenere per la trascrizione (sintesi di copie di RNA sul DNA) e la traduzione (sintesi proteica su RNA), passando attraverso la stampante, rimarrebbe in condizioni di lavoro.

Puoi saperne di più sui “nervi sintetici” da un articolo su Science Advances. Il risultato principale di Michael J. Booth e dei suoi colleghi è che sono riusciti a costruire un interruttore nel circuito neurale e che la propagazione dell’impulso non si è limitata a due “cellule”, ma che il segnale è andato oltre – alla terza goccia, quarta, decima e così via. In un sistema così artificiale, è del tutto possibile studiare alcuni modelli di propagazione degli impulsi attraverso i tessuti conduttori, ma in futuro i ricercatori vogliono combinare cellule artificiali con quelle reali. È vero, per questo è necessario risolvere due problemi tecnologici: in primo luogo, i complessi di goccioline stampati in 3D “vivono” in un ambiente oleoso, mentre le cellule reali necessitano di una soluzione acquosa; in secondo luogo, le proteine ​​dei pori nelle cellule artificiali sono incorporate in una membrana lipidica a strato singolo, mentre nelle cellule reali è a due strati e non è noto se tra di loro si formerà un poro proteico transmembrana. Forse il contatto tra una cellula artificiale e una cellula reale può essere organizzato sotto forma di sinapsi, quando rimane un certo spazio tra le membrane cellulari e la trasmissione degli impulsi avviene con l’aiuto di speciali molecole chimiche-neurotrasmettitori. È troppo presto per parlare di applicazione pratica qui, anche se se dai libero sfogo alla tua immagi___one, puoi immaginare come in futuro saremo in grado di creare cerotti sintetici per i muscoli, o anche per il cervello.

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Daniel Wright

Con oltre 25 anni di esperienza come sviluppatore di sistemi operativi, ho dedicato la mia carriera a padroneggiare le complessità di vari sistemi operativi. Il mio viaggio con Linux è iniziato nel 1999 e dal 2015 è diventato il mio sistema operativo quotidiano preferito. Condividendo le mie conoscenze e la passione per la tecnologia, sono anche insegnante presso The Game Assembly, nutrendo la prossima generazione di sviluppatori di talento. Con particolare attenzione alla sicurezza DDoS, mi sforzo di proteggere sistemi e reti da attacchi dannosi, garantendo un ambiente online sicuro e stabile.