โรงไฟฟ้าแห่งอนาคต: เซลล์ประดิษฐ์

ในBiophysics Reviewsโดย AIP Publishing นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Sogang ในเกาหลีใต้และสถาบันเทคโนโลยีฮาร์บินในจีน ระบุถึงความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มมากที่สุดและความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์เทียม "หากนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์เทียมได้ เราก็อาจพัฒนาเซลล์สังเคราะห์ที่สามารถสร้างพลังงานและสังเคราะห์โมเลกุลได้เอง ซึ่งจะเป็นการปูทางไปสู่การสร้างสิ่งมีชีวิตหรือวัสดุชีวภาพใหม่ทั้งหมด" ผู้เขียน Kwanwoo Shin กล่าว ในพืช คลอโรพลาสต์ใช้แสงแดดเพื่อเปลี่ยนน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นกลูโคส ไมโตคอนเดรียพบได้ทั้งในพืชและสัตว์ ผลิตพลังงานโดยการสลายกลูโคส เมื่อเซลล์ผลิตพลังงานแล้ว เซลล์มักจะใช้โมเลกุลที่เรียกว่าอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) เพื่อเก็บและถ่ายโอนพลังงานนั้น เมื่อเซลล์สลาย ATP มันจะปล่อยพลังงานที่ขับเคลื่อนการทำงานของเซลล์ "กล่าวอีกนัยหนึ่ง ATP ทำหน้าที่เป็นสกุลเงินพลังงานหลักของเซลล์ และมีความสำคัญต่อเซลล์ในการทำหน้าที่ส่วนใหญ่ของเซลล์" ชินกล่าว อนาคต ทีมงานอธิบายส่วนประกอบที่จำเป็นในการสร้างไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์สังเคราะห์ และระบุว่าโปรตีนเป็นส่วนสำคัญที่สุดสำหรับเครื่องจักรโรตารีระดับโมเลกุล การขนส่งโปรตอน และการผลิตเอทีพี การศึกษาก่อนหน้านี้ได้จำลองส่วนประกอบที่ประกอบกันเป็นออร์แกเนลล์ที่ผลิตพลังงาน งานที่มีแนวโน้มมากที่สุดบางงานจะตรวจสอบการดำเนินการระดับกลางที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตพลังงานที่ซับซ้อน ด้วยการเชื่อมต่อลำดับของโปรตีนและเอนไซม์ นักวิจัยได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความท้าทายที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่เหลืออยู่ในการพยายามสร้างออร์แกเนลล์ที่ผลิตพลังงานขึ้นใหม่คือการทำให้สามารถปรับตัวได้เองในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงเพื่อรักษาปริมาณ ATP ให้คงที่ การศึกษาในอนาคตจะต้องตรวจสอบวิธีการปรับปรุงคุณลักษณะที่จำกัดนี้ก่อนที่เซลล์สังเคราะห์จะยั่งยืนในตัวเอง ผู้เขียนเชื่อว่าสิ่งสำคัญคือต้องสร้างเซลล์เทียมด้วยวิธีการสร้างพลังงานที่เหมือนจริงทางชีวภาพซึ่งเลียนแบบกระบวนการทางธรรมชาติ การจำลองทั้งเซลล์อาจนำไปสู่วัสดุชีวภาพในอนาคตและให้ข้อมูลเชิงลึกในอดีต "นี่อาจเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจต้นกำเนิดของชีวิตและต้นกำเนิดของเซลล์" ชินกล่าว