活细胞的一个关键特征是它们能够从环境中获取能量，并主动吸收、运出特定的原子和分子物质。主动运输使得细胞可以储存代谢能量，为细胞器提供所需基本物质。近期，来自美国纽约大学和芝加哥大学的科研团队利用人工合成材料设计了一种具有单个微孔的“无机空心微胶囊”，它可以作为一种“人造细胞”，重现活细胞的基本功能，实现主动运输。该研究成果在《Nature》上发表，题为：Transmembrane transport in inorganic colloidal cell-mimics。

与活细胞不同，非生物系统不具有可以被特异性激活以精确控制生物物质的精细生化机制。研究人员创建了一种微胶囊，可以通过简单的全局变量（照明和pH）使其失去平衡，从而捕获、浓缩、存储和提供通用的微观有效载荷。借用生物学材料，研究设计使用空心胶囊作为球形细胞膜的模拟物，并具有明确的单微孔。在空心单元内部，一个光开关催化剂产生了化学梯度，通过膜的微孔传播到外部，并将目标物质吸收至细胞内。即使在关闭催化剂时，由微孔的几何形状带来的熵能屏障也能保留物质。

总之，这项发现为开发下一代智能材料、自主微机械和人工细胞模拟描绘了蓝图。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03774-y

注：此研究成果摘自《Nature》期刊，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。