Вы когда-нибудь забывали о своем обеде и оказывались окруженными только электрическими розетками? Что ж, в не столь отдаленном будущем это может перестать быть проблемой. Благодаря электробиологии ученые прокладывают путь к миру, в котором клетки смогут получать энергию непосредственно от электрического тока.
Приготовьтесь к путешествию в будущее, где биология встречается с электричеством, а ваше тело может стать идеальным перезаряжаемым гаджетом. Нет, серьезно: прежде чем разбрасывать статью из-за ее провокационного содержания, посмотрите, что они изучают.
Когда биология встречается с электричеством: неожиданная история любви
Представьте, что вы — клетка. Ваша жизнь вращается вокруг АТФ, аденозинтрифосфат, фундаментальная молекула для клеточных реакций, основная форма хранения энергии, доступная живым организмам. Фактически, это энергетическая валюта микроскопического мира, и мы платим за все, что с ней делаем.
До сих пор, чтобы его получить, приходилось полагаться на пищу: сложные обменные процессы, сахара и большой труд. Сегодня, образно говоря, ученые сделали клеткам заманчивое предложение: «а как насчет подпитки прямо из розетки?»
Вкратце, именно этого пытается достичь электробиология. И нет, мы не говорим о том, чтобы воткнуть в ухо USB-зарядку (пока).
Цикл AAA: это не только батарейки для пультов дистанционного управления
В центре исследования (что я ссылаюсь на вас здесь) есть то, что ученые с легким юмором окрестили циклом ААА (АТФ-кислота/альдегид). Это не аббревиатура щелочных батареек, а гениальная система из 3-4 ферментов, которые выполняют необыкновенную работу: преобразуют электричество непосредственно в АТФ.
Этот процесс происходит при -0,6 В по сравнению со стандартным водородным электродом (SHE) и совместим с биологическими процессами транскрипции/трансляции, такими как синтез РНК и белков из ДНК.
Выдержка из исследования.
Другими словами, эти клетки учатся говорить на языке электричества и переводят его на биология чистый. Это как если бы мы учили смартфон вырабатывать белки вместо уведомлений.
Электробиология: нет мембран – нет проблем
Одним из наиболее интересных аспектов этой системы является то, что она не зависит от клеточных мембран. Для тех, кто не биолог, это все равно, что сказать, что для приготовления пищи не нужен целый дом, достаточно портативной плиты. Это делает все намного проще, особенно когда дело касается синтетической биологии in vitro.
Подумайте о возможностях: лаборатории, производящие лекарства, работающие непосредственно от электросети, или компьютеры ДНК, работающие на батарейках. Как будто мы даем самой жизни обновление прошивки (надеемся, что оно не выйдет из строя) как 8,5 миллионов компьютеров в эти дни).
Передай мне Powerbank
Теперь, прежде чем вы начнете мечтать о зарядке, как ваш смартфон, давайте сделаем шаг назад. Мы еще далеки от возможности «подключить» людей, но возможности электробиологии все еще ошеломляют.
Представьте себе биокомпьютеры, питающиеся напрямую от электросети. Искусственные органы, которым для функционирования не требуется приток крови. Микроскопические заводы по производству лекарств, производящие лекарства по требованию, работающие от простой батарейки.
Это огромный концептуальный скачок. Мы говорим о том, чтобы обойти миллиарды лет эволюции и сказать жизни: «Вот, попробуй этот новый источник энергии». Как будто мы сидели пещерным человеком в Тесле. Что может пойти не так?
Электробиология, вкус будущего
Пока ученые продолжают исследовать возможности электробиологии, я буду фантазировать о будущем, в котором фраза «Я чувствую себя утомленной» обретет совершенно новый смысл.
Однако пока я придерживаюсь старого доброго традиционного обеда. Ведь пицца даже вкуснее, чем зарядное. По крайней мере, в Неаполе, простите за клише.