气泡状的原始细胞上下摆动

英国研究人员开发了一种enzyme-driven原始细胞这可以根据化学环境可逆地改变它的浮力，使它能够以可控的方式在两点之间移动。这些太空舱有可能被用来将货物从一个地方运送到另一个地方。

微生物已经进化出各种各样的方式来将自己转移到更有利的环境中。这种机制的简单化学类似物吸引了活性物质化学家和益生元研究人员，他们对生命起源的潜在影响感兴趣。

各种研究小组已经表明，将酶附着在微胶囊的一侧可以催化化学反应，并使它们移动。然而，转向很困难:除非外加磁场或电场，否则运动通常是随机的。

斯蒂芬·曼和布里斯托尔大学的同事们设计了一种优雅的解决方案。他们制造了由dna支持的合成粘土制成的半透壁的大型原始细胞。“DNA是一种结构成分，”曼恩解释道。他们在胶囊中添加了两种酶:过氧化氢酶——催化过氧化氢产氧;葡萄糖氧化酶——它能将氧气还原为H₂O₂在氧化葡萄糖的过程中。

当过量的过氧化氢加入到外部溶液中时，它会扩散到胶囊中，过氧化氢酶会产生氧气气泡。它们高度弹性的细胞壁允许原始细胞扩大到原来体积的六倍而不破裂。由此导致的密度下降使它们漂浮在溶液中。

添加葡萄糖刺激葡萄糖氧化酶消耗氧气泡，增加原始细胞的密度，使它们再次下沉。曼恩说:“这个系统可以来回振荡几个小时，前提是你在输入燃料并消耗燃料。”

这一过程受到某些细菌的启发，它们通过使内部隔间充满空气来调节浮力。曼恩解释说:“这是在两个不同环境之间移动的最基本方式。”“我们真的很想从底部开始，让微胶囊漂浮起来，附着在表面上，运送像纳米颗粒这样的货物，然后再下降，带走另一批纳米颗粒。”如果你能通过所有这些微胶囊的集体运动在顶层建立一个结构，那将非常有趣。”

“这篇论文的美妙之处在于它与运动的联系，”他说简·范·赫斯特荷兰埃因霍温科技大学的教授说:“他们创造了一个系统，不仅可以控制它的内容，还可以把它变成一种运动。我认为这在人工细胞研究领域还是第一次。”