Lipid-Nükleotid Damlacıklarında Asimetrik Bölünme Keşfedildi

Yapay hücre (protocell) araştırmalarında çığır açan yeni bir gelişme yaşandı. Nature dergisinde yayımlanan güncel bir çalışmaya göre, bilim insanları protein mekanizmalarına ihtiyaç duymadan, lipid-nükleotid çok katmanlı damlacıkların asimetrik bölünmesini gerçekleştirmeyi başardı.

Yapay hücrelerin inşasında kullanılan sıvı kristal damlacıklar, biyomolekülleri seçici olarak hapsetme ve arayüzey ıslatma yetenekleriyle dikkat çekiyordu. Ancak, bu sentetik yapıların kontrollü bir şekilde bölünmesi, özellikle de doğal hücrelerde görülen asimetrik bölünmenin taklit edilmesi, bilim dünyası için uzun süredir aşılması gereken bir engel olarak görülüyordu. Mevcut yöntemler genellikle termal gradyanlar veya kimyasal reaksiyonlar aracılığıyla simetrik bölünmeler sağlarken, asimetrik bölünme nadir görülen bir durumdu.

Araştırma ekibi; alkalin fosfataz veya çok değerli metal katyonlarının varlığında, tek bir çok katmanlı damlacığın iki farklı morfolojik yapıya (bir damlacık ve bir vezikül) ayrıldığını gözlemledi. Bu heteromorfik bölünmenin, lipid baş grubu ile nükleotid karşı iyonları arasındaki etkileşimlerin değişmesi sonucu, gizli bir çekirdek-kabuk alan sınırı boyunca tek bir yüzey kavolasının çevresel büyümesiyle gerçekleştiği saptandı.

Çalışmanın en dikkat çekici yönlerinden biri, fonksiyonel biyomoleküllerin farklı protocell nesilleri arasında transfer edilebildiğinin kanıtlanması oldu. Bu bulgu, biyolojik protein makinelerine ihtiyaç duymadan çoğalabilen yapay hücrelerin "aşağıdan yukarıya" (bottom-up) montajı konusunda kritik bir adım olarak değerlendiriliyor.