Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Nông nghiệp 4.0 – Cơ hội cho nông nghiệp Việt Nam

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  11
 Số lượt truy cập :  19458036
Dụng cụ quang hợp cho các tế bào nhân tạo
Chủ nhật, 10-06-2018 | 06:45:47

Để tạo ra một tế bào nhân tạo, các nhà khoa học thường sử dụng hai phương pháp tiếp cận: một là: tái cấu trúc phần mềm hệ gen của một tế bào sống; hai là: tập trung vào phần cứng của tế bào, xây dựng ngay từ lúc ban đầu các cấu trúc đơn giản giống tế bào, có khả năng bắt chước chức năng của tế bào sống. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất thường gặp trong phương pháp thứ hai là khả năng bắt chước các phản ứng hóa học và sinh học phức tạp cần thiết để tế bào có thể thực hiện các hành vi phức tạp.

 

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế từ trường Đại học Harvard (Hoa Kỳ) và Đại học Sogang ở Seoul (Hàn Quốc) đã thiết kế một cấu trúc giống tế bào có khả năng khai thác quá trình quang hợp để thực hiện các phản ứng trao đổi chất, bao gồm thu thập năng lượng, cố định cacbon và hình thành cytoskeleton. Bài báo về nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Biotechnology.

Kit Parker, Giáo sư Khoa Kỹ thuật Y sinh và Vật lý Ứng dụng, Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS), Đại học Harvard cho biết: "Nghiên cứu mới của chúng tôi mở ra một hy vọng về khả năng xây dựng cấu trúc ở cấp độ tế bào. Chúng tôi đã kích thích hoạt động trao đổi chất bằng cách sử dụng ánh sáng, xây dựng một mạng lưới protein theo yêu cầu trong một tế bào sống và kết hợp tất cả các thành phần cần thiết vào trong một tế bào".

Kwanwoo Shin, Giáo sư Khoa Hóa học tại Sogan đồng thời là Giám đốc Viện Giao diện Sinh học cho biết: “Các cơ chế chúng tôi đã chứng minh được coi là bước đầu tiên trong quá trình phát triển mạng lưới điều tiết đa nhánh để các tế bào nhân tạo có thể biểu hiện cân bằng nội môi và hành vi tế bào phức tạp”.

Để xây dựng hệ thống tổng hợp này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một bào quan quang hợp từ các thành phần đơn nhất của thế giới thực vật và động vật.

Keel Yong Lee, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại SEAS và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: "Ý tưởng của chúng tôi vô cùng đơn giản. Đó là, chúng tôi đã chọn hai chất chuyển quang protein - một chất từ thực vật và chất kia từ vi khuẩn - có khả năng tạo ra một gradient trên màng tế bào để kích hoạt các phản ứng".

Hai chất chuyển quang tỏ ra nhạy cảm với các bước sóng ánh sáng màu đỏ và màu xanh lá cây. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành gắn các protein vào trong một màng lipid đơn giản cùng với các enzym có khả năng tổng hợp adenosine triphosphate (ATP) - nguồn năng lượng thiết yếu của tế bào. Khi chiếu ánh sáng đỏ vào màng, phản ứng hóa học quang hợp xảy ra, tạo ra các phân tử mang năng lượng ATP. Trong khi đó, khi màng được chiếu ánh sáng xanh, quá trình hình thành ATP sẽ dừng lại. Khả năng bật và tắt quá trình sản xuất năng lượng cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát nhiều phản ứng trong tế bào, bao gồm sự trùng hợp actin (yếu tố chính quyết định hình dạng của tế bào), các khối xây dựng tinh túy của tế bào và mô.

Nhà nghiên cứu Sung-Jin Park tại SEAS và Wyss, đồng tác giả của bài báo chia sẻ: “Nghiên cứu trước đây trong lĩnh vực này đã sử dụng các protein để tạo ra ATP, nhưng chỉ có thể tạo ra từng phân tử ATP một. Bằng cách kết hợp những thành phần tinh túy nhất của hai thế giới thực vật và động vật, chúng tôi có thể kiểm soát và điều chỉnh quá trình sản xuất nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động của tế bào. Hiện nay, chúng tôi đang sản xuất những tế bào này theo phương pháp từ dưới lên, bắt đầu với những protein riêng biệt này".

Khả năng kiểm soát và điều chỉnh hoạt động sản xuất actin cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát hình dạng của màng tế bào, đồng thời, cung cấp phương pháp chế tạo các tế bào di động. Phương pháp tiếp cận từ dưới lên có thể được áp dụng để xây dựng các bào quan nhân tạo khác, như màng lưới nội chất hoặc hệ thống có cấu trúc giống nhân tế bào; đây cũng là bước đầu tiên hướng tới khả năng phát triển hệ thống giống tế bào nhân tạo có khả năng bắt chước các hành vi phức tạp của tế bào sinh học.

"Việc đưa mạng lưới các protein chức năng và bào quan vào môi trường tế bào nhân tạo mở đường cho việc phát triển khả năng xây dựng một tế bào lại từ đầu", Shin cho biết.

"Từ các khái niệm như thuốc hỗ trợ sinh sản, vết thương bị tổn thương hay những căn bệnh kỳ lạ khác, giờ đây chúng ta đã được cung cấp những nhận thức cơ bản về các công cụ và điều kiện cần thiết để có thể kiểm soát hoạt động bên trong tế bào. Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho khả năng sản xuất bộ phận giả tế bào trong tương lai", Parker nhấn mạnh.
 

P.K.L - NASATI, theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 94

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Hơn 120 quốc gia ký kết Hiệp ước Paris về biến đổi khí hậu
  • Một số giống đậu tương mới và mô hình chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa tại Đông Nam Bộ và Đồng Bằng Sông Cửu Long
  • Các nước cam kết chống biến đổi khí hậu
  • 12 giống hoa được công nhận bản quyền
  • Thảo luận việc quản lý nước theo cơ chế thị trường
  • Lượng nước ngầm trên Trái đất đạt 23 triệu kilômét khối
  • Sản xuất hồ tiêu thế giới: Hiện trạng và Triển vọng
  • Triển vọng tích cực cho nguồn cung ngũ cốc toàn cầu năm 2016
  • Cây trồng biến đổi gen với hai tỷ ha (1996-2015); nông dân hưởng lợi >150 tỷ usd trong 20 năm qua
  • Cơ hội cho gạo Việt
  • Việt Nam sẽ áp dụng cam kết TPP cho thêm 40 nước
  • El Nino có thể chấm dứt vào cuối tháng 6
  • Chi phí-hiệu quả của các chương trình bệnh động vật "không rõ ràng"
  • Xuất khẩu hồ tiêu: Gậy ông đập lưng ông
  • Đất có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí nhà kính
  • Quản lý và phát triển thương hiệu gạo Việt Nam
  • Những cách nổi bật để giải quyết những thách thức về hệ thống lương thực toàn cầu
  • Lập bản đồ các hộ nông dân trồng trọt trên toàn thế giới
  • Hỗ trợ chuyển đổi từ trồng lúa sang trồng ngô
  • Nếu không được kiểm soát, cỏ dại sẽ gây thiệt hại kinh tế tới hàng tỷ USD mỗi năm
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD