Мікроскопічні краплі води, обмежені ліпідною мембраною і покладені один на одного за допомогою тривимірного друку, можуть передавати один одному електричний імпульс, подібно до нервових клітин.
Дослідники з Оксфорда створили штучний аналог нервового ланцюжка: синтетичні клітини, упаковані за допомогою 3D-принтера в якусь подобу провідної тканини, виявилися здатні проводити електричний імпульс. Відразу скажемо, що клітини в даному випадку - це крихітні краплі води об'ємом 50-100 піколітрів, укладені в одношарову ліпідну мембрану. Зрозуміло, що в таких краплях містилася не тільки вода, в них була ще ДНК з генами, що кодують трансмембранні білки, і весь необхідний апарат білкового синтезу. Трансмембранні білки, що синтезувалися в «клітці», формували в мембрані наскрізний канал - так між двома краплями з'являвся «міжклітинний контакт», через який міг проскочити електричний сигнал. Робота «нервового ланцюга» залежала від освітлення - в «клітинах» знаходився ще й особливий фоточутливий білок, який під дією світла зв'язувався з ДНК і активував записані в ній гени трансмембранних білків.
Щільного впорядкованого укладання крапель досягали, як було сказано вище, за допомогою 3D-принтера. Сама технологія тривимірного друку з таких «клітин» розроблена вже давно, але зараз авторам роботи довелося розробити для них новий рецепт, щоб і самі «клітини», що містяться в них молекулярні машини для транскрипції (синтезу РНК-копій на ДНК) і трансляції (синтезу білка на РНК), пройшовши через принтер, залишалися б у робочому стані.
Детально про «синтетичні нерви» можна дізнатися зі статті в Science Advances. Головними досягненнями Майкл Бут (Michael J. Booth) і його колеги вважають те, що їм вдалося вбудувати в нервовий ланцюжок світловий вимикач, і що поширення імпульсу не обмежувалося двома «клітинами», що сигнал йшов далі - до третьої краплі, четвертої, десятої і т. д. У такій штучній системі цілком можна вивчати деякі закономірності поширення імпульсу за провідними тканинами, проте в перспективі дослідники хочуть поєднати штучні клітини зі справжніми. Правда, для цього потрібно вирішити дві технологічні проблеми: по-перше, надруковані 3D-принтером комплекси крапель «живуть» у олійному середовищі, а справжнім клітинам потрібен водний розчин; по-друге, білки пор у штучних клітинах вбудовуються в одношарову ліпідну мембрану, тоді як у справжніх клітин вона двошарова, і невідомо, чи сформується між ними трансмембранна білкова пора. Може бути, контакт між штучною і справжньою клітиною вийде організувати у вигляді синапсу, коли між клітинними мембранами залишається певний простір, а передача імпульсу відбувається за допомогою спеціальних хімічних молекул-нейромедіаторів. Говорити про практичне застосування тут поки рано, хоча, якщо дати волю фантазії, можна уявити собі, як у майбутньому ми зможемо створювати синтетичні латки для м'язів, а то і для мозку.