Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης δημιούργησαν μικροσκοπικά σταγονίδια λαδιού μέσα σε νερό τα οποία μπορούν να αλλάζουν σύνθετα σχήματα και να εγκλωβίζουν υλικό από το περιβάλλον τους, παρουσιάζοντας συμπεριφορές που συνήθως συνδέονται με τα ζωντανά κύτταρα.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Communications», δείχνει ότι ορισμένες βασικές ιδιότητες της ζωής, όπως η αλλαγή μορφής και η συλλογή υλικών από το περιβάλλον, μπορούν να προκύψουν μόνο από φυσικές και χημικές αλληλεπιδράσεις, χωρίς γονίδια, πρωτεΐνες ή κυτταρικούς μηχανισμούς.
Από απλές σφαίρες σε πολύπλοκες δομές
Οι επιστήμονες συνδύασαν μικροσκοπικά σταγονίδια λαδιού με ένα μόριο παρόμοιο με σαπούνι, το P123 block copolymer. Όταν το μόριο αυτό προστέθηκε στο νερό, τα αρχικά σφαιρικά σταγονίδια άρχισαν αυθόρμητα να μεταμορφώνονται σε διάφορες μορφές.
Μεταξύ των σχημάτων που δημιουργήθηκαν ήταν δομές που έμοιαζαν με λουλούδια, δενδριτικές μορφές παρόμοιες με κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, δίσκοι, σχήματα σαν κύπελλα και επιμήκεις μορφές.
Η διαδικασία μπορούσε να ελεγχθεί από τους ερευνητές αλλάζοντας τη συγκέντρωση του μορίου ή μεταβάλλοντας τη θερμοκρασία. Με αυτόν τον τρόπο τα σταγονίδια μπορούσαν να περάσουν από ένα σχήμα σε άλλο και στη συνέχεια να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση.
Μίμηση της «κατανάλωσης» υλικού από κύτταρα
Η ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι, υπό συγκεκριμένες συνθήκες, τα σταγονίδια μπορούσαν να διπλωθούν προς τα μέσα, να περικλείσουν τμήμα του περιβάλλοντος υγρού και να παγιδεύσουν μικρά αιωρούμενα σωματίδια.
Η διαδικασία θυμίζει τη μακροπινοκύττωση, έναν κυτταρικό μηχανισμό που συχνά περιγράφεται ως «κυτταρική πόση», όπου τα κύτταρα καταπίνουν μικρές ποσότητες από το περιβάλλον τους. Ωστόσο, τα τεχνητά σταγονίδια πραγματοποιούν αυτή τη συμπεριφορά χωρίς κανένα βιολογικό συστατικό.
Ένα νέο μοντέλο για την κατανόηση της ζωής
Οι ερευνητές τονίζουν ότι τα πειράματα δεν δημιουργούν τεχνητή ζωή ούτε αναπαράγουν τη βιοχημεία των κυττάρων. Παρέχουν όμως ένα απλούστερο σύστημα για τη μελέτη των φυσικών αρχών που επιτρέπουν στα κύτταρα να οργανώνουν και να αλλάζουν τη δομή τους.
Η ανακάλυψη μπορεί επίσης να οδηγήσει στην ανάπτυξη «έξυπνων» υλικών που θα μπορούν να αλλάζουν μορφή ανάλογα με το περιβάλλον τους ή να δημιουργούν προστατευτικές κάψουλες για τη μεταφορά ειδικού φορτίου. Οι μικροσκοπικές αυτές δομές δείχνουν ότι συμπεριφορές που μοιάζουν με ζωή μπορούν να εμφανιστούν μέσα από απλές αλληλεπιδράσεις ύλης, χωρίς να απαιτείται η πολυπλοκότητα ενός πραγματικού οργανισμού.
