Группа ученых из Института молекулярной инженерии университета Чикаго нашли способ, как использовать свойства жидких кристаллов в качестве инструмента для управления формой синтетических клеточных мембран.
Методика, описанная в статье Science Advances, имеет потенциал в биологии, медицине и разработке современных материалов. Кристаллы, как отмечает phys.org, одновременно обладают свойствами жидкости и твердой структуры.
«Мы воспроизвели начало процесса деления клеток в синтетической системе, — сказал профессор Хуан де Пабло, возглавлявший исследовательскую группу. – Это было сделано впервые. Система была создана на молекулярном уровне с помощью компьютерного моделирования».
Во время деления специальная мембрана растягивается, принимая сферическую форму. Посредине формируется сужение, где происходит разрыв. В экспериментах роль клеток исполняли капсулы, диаметром несколько микрон, сделанные из тех же фосфолипидов, что и натуральные мембраны. Структуры помещались в емкости с маслом из жидких кристаллов с удлиненными молекулами. При температуре около 36°С вещество ведет себя как любой аналог. Но при ее понижении молекулы уплотняются, укладываясь в одном направлении, как сигареты в пачке.
«При этом кристаллы сильнее давят на капсулу с одной стороны, заставляя ее удлиняться, — объяснил де Пабло. – Продолжительное воздействие превращает ее в эллипсоид, у которого постепенно утончаются концы. На определенном этапе в мембране формируется прореха, через которую можно выдавить содержимое».
Липидные пузырьки активно используются для доставки препаратов. Де Пабло хочет применить жидкие кристаллы для управления этим процессом. Расчеты показали, что с помощью изменения силы давления можно контролировать размер отверстия. Это позволит выбирать правильные параметры для конкретного содержимого.