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Synthetische Membranen wachsen wie lebende Zellen

Chemikern und Biologen der UC San Diego ist es gelungen, künstliche Zellmembrane zu entwerfen und herzustellen, die wie lebende Zellen in der Lage sind, ständig weiter zu wachsen.

Zahlen und Formeln (Symbolbild)
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„Die von uns hergestellten Membranen sind vollständig synthetisch, aber sie besitzen verschiedene Eigenschaften komplexerer lebender Organismen; beispielsweise sind sie in der Lage, ihre Zusammensetzung aufgrund von bestimmten Umweltsignalen zu ändern“, berichtet Neal Devaraj, der das Forschungsteam geleitet hat.

„Viele andere Wissenschaftler haben sich bereits zu Nutzen gemacht, dass sich Fette spontan zu doppelschichtigen Bläschen anordnen, die ähnliche Eigenschaften wie Zellmembranen aufweisen“, erklärt er weiter. „Bis jetzt war es aber noch nicht gelungen, ein System nachzubauen, welches ständig neue Phospholipid-Membranen bildet sowie es in der Natur geschieht. Wir haben nun eine künstliche Zellmembran entwickelt, welche fortlaufend all Bestandteile herstellt, die nötig sind, um zusätzliche Membranen aufzubauen.“

In ihrem Fachartikel beschreiben die Wissenschaftler, wie sie das in der Natur vorkommende komplexe Netzwerk biochemischer Stoffwechselwege mit einem einzigen autokatalytischen Stoff ersetzt haben, d.h. einem Produkt, welches gleichzeitig als Katalysator des Membranwachstums wirkt.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, aus einfachen chemischen Bausteinen komplexe Lipidmembrane zu bauen, welche die Fähigkeit besitzen, sich unbegrenzt selbst zu synthetisieren“, sagt Devaraj. „Synthetische Zellmembranen, die wie richtige Membranen wachsen können, stellen ein wichtiges Werkzeug für die Synthetische Biologie und für Forschung zum Ursprung des Lebens dar“.

Text angepasst und übersetzt von der Pressemitteilung der UC San Diego.

Autocatalyst drives vesicle growth (Video by M. Hardy)

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