بناء شبكات التمثيل الغذائي خارج التوازن في حويصلات بحجم النانو والميكرومتر

في هولندا ، يهدف اتحاد BaSyC إلى بناء خلايا اصطناعية من المكونات الجزيئية. يتكون اتحاد BaSyC من مجموعات بحثية تتراوح من البيولوجيا الجزيئية إلى الكيمياء والفيزياء والعلوم الحاسوبية. الهدف من هذا الكونسورتيوم هو إنشاء نظام ذاتي التكرار قادر على النمو المستقل لنقل المعلومات والتقسيم.

ونحن نركز حاليا على بناء الشبكات الجزيئية التي تتكامل مع الأنظمة الجزيئية الأكثر تعقيدا. تشمل التطورات الحديثة في البيولوجيا التركيبية هندسة وحدات للوظائف الخلوية ، ودمجها في شبكات معقدة للتطبيقات في التشخيص والعلاج والمناعة الاصطناعية والمواد التكيفية. يمتد هذا التقدم إلى مجموعات في أوروبا وأمريكا وآسيا ، مما يؤدي إلى تطوير كل من الأساليب من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى لبناء الخلايا الاصطناعية.

تشمل التقنيات الحالية في مجالنا الأساليب الهندسية والتطورية لبناء وتحسين شبكات التمثيل الغذائي. نحن نستخدم الذكاء الاصطناعي للانتقاء الجزيئي والتقنيات البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية المتقدمة لعزل المكونات وتشكيل الشبكة. نحن نستخدم أيضا إعادة تكوين الغشاء ، والتغليف المادي ، والتصور عبر التحليل الطيفي الفلوري والفحص المجهري.

مع تكامل الوحدات ، يزداد عدد البروتينات والإنزيمات الغشائية بشكل كبير ، مما يفرض قيودا على تقنيات إعادة التكوين والتغليف لدينا. يصبح التغليف العشوائي مشكلة مع الحويصلات ذات الحجم دون الميكرون ، وتنخفض كفاءة تكوين حويصلات بحجم ميكرومتر عندما يتم إعادة تكوين بروتينات غشائية متعددة في الغشاء الدهني. في جرونينجن ، قمنا بتطوير شبكات التمثيل الغذائي لإنتاج ATP والحفاظ على حالة خارج التوازن من خلال تغذية الركيزة وتصدير المنتجات.

بالإضافة إلى ذلك ، ربطنا إعادة تدوير ATP بتخليق وإفراز سلائف الدهون ، مما يمكن الحويصلات الثانوية من إنتاج الدهون ، وهو تقدم كبير في مجالنا.