Синтетические клетки научились производить кремний

Специалисты пытались выяснить возможности белков силикатеинов. Эти ферменты проводят минерализацию тканей у разных животных — от одноклеточного планктона до кораллов. Они способны образовывать кристаллы диоксида кремния, но как именно различаются кристаллы, созданные разными силикатеинами, было неизвестно.

Для того, чтобы получить кристаллы с нужными свойствами, исследователи провели искусственную эволюцию. Он в случайном порядке смешали последовательности двух генов разных силикатеинов и внесли в них дополнительные случайные мутации. В результате у исследователей оказалась смесь разных молекул ДНК, последовательность которых была похожа на исходные силикатеины, но имела некоторое количество случайных изменений.

ДНК прикрепляли к пластиковым шарикам, а шарики вместе с белок-синтезирующим аппаратом (раствор рибосом и вспомогательных веществ) заключали в пузырьки масла. Эти пузырьки, игравшие роль искусственных клеток, синтезировали внутри себя собственные силикатеины, которые, в свою очередь, формировали кристаллы диоксида кремния. Затем ученые отбирали индивидуальные «искусственные клетки» с самыми толстыми и прочными кристаллами и определяли последовательность генов, которые в них содержались.

В результате удалось получить последовательности 30 вариантов силикатеинов, хорошо справлявшихся с минерализацией. Большинство из них были похожи на исходные гены, но некоторые имели сильные отличия. Например, один их вариантов гена «X1» кодировал фермент, производящий плоские сворачивающиеся кристаллы.

Разработанная система должна помочь исследователям найти ферменты, с помощью которых можно будет производить новые материалы для электроники. Такой же подход применим не только для кремния, но и для других веществ, сообщает Lenta.Ru.