Деякі клітини поглинають довгі кремнієві наночастинки самі по собі і без додаткової допомоги.
Відразу варто уточнити, що «з'їдені» частинки кремнію клітини в своєму обміні речовин ніяк не використовують, а просто зберігають всередині себе, так що вірніше буде сказати, що вони не їдять кремній, а поглинають його.
Біотехнологи давно намагаються впровадити в живу клітку кремнієві сполуки, і один з підходів тут полягає в тому, що за допомогою електричних імпульсів у клітинній мембрані проробляють діри, через які кремнієві наноструктури і проникають всередину клітини; дірки в мембрані потім закриваються, і клітина продовжить жити, але вже з кремнієвою «начинкою».
Тут, однак, якщо проблема: в методах з «продірявлюванням» мембрани нанонити з кремнію доводиться прикріплювати до якого-небудь великого носія - в такому вигляді вони заходять в клітку з більшою ефективністю; але сам носій при цьому впливає на властивості наноструктур, які до нього прикріплені.
Дослідники з Чиказького університету пишуть у своїй статті в Science Advances, що насправді є набагато простіший спосіб «начинити» клітку кремнієм. Джон Ціммерман (John F. Zimmerman) і його колеги раніше помітили, що деякі клітини здатні поглинати кремнієві частинки самі по собі. Щоб дізнатися, як це відбувається, автори роботи поспостерігали за поведінкою декількох різновидів клітин, серед яких були нейрони щура, імунні клітини мишей і клітини аллантоїсної вени людини.
До клітин додавали нанопроводу - тонкі і досить довгі структури з кремнію. Виявилося, що, зіткнувшись з такими нанопроводами, клітини намагаються поглинути їх, випинаючи мембрану і обертуючи її навколо наночастинки. Цілком «з'їсти» весь довгий дріт у клітин не виходило, і в результаті частина її залишалася стирчати назовні. Іншими словами, клітини включали фагоцитоз - механізм, за допомогою якого можна вбирати в себе частинки із зовнішнього середовища; за допомогою фагоцитоза, наприклад, імунні клітини збирають в себе бактерій і різне небезпечне молекулярно-клітинне сміття. Шматки кремнієвих проводів клітини не могли ніяк переварити і розщепити, так що їм залишалося тільки утримувати їх у себе.
Відомо, яку величезну роль відіграє кремній в сучасних електронних пристроях, і, якщо у нас виходить поєднати кремнієві структури з живою кліткою, то сама собою з'являється думка про створення «клітинної електроніки». За допомогою нанопроводів можна контролювати поведінку самої клітини, або ж цілої групи клітин, а то й цілого органу.
Забезпечивши нанопроводами нейрони, можна стимулювати ті чи інші мозкові центри без впровадження в мозок великих електродів, які зазвичай використовуються зараз. Втім, деякі клітини в експериментах взагалі не помічали наночастинки, так що, якщо ми хочемо використовувати такі дроти в живих організмах, то повинні спочатку точно з'ясувати, які тканини їх приймуть, а які - ні.
За матеріалами ScienceNews.