摘要：
合成的原始细胞可以在化学信号中来回移动，这是开发新的药物传递系统的重要一步，可以靶向体内的特定位置。通过在原始细胞表面覆盖酶(催化化学反应的蛋白质)，宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员可以在微流体设备中用化学梯度控制原始细胞的运动方向。描述这项研究的论文发表在2019年11月18日的期刊《自然纳米技术》上。
未来的设想是让微型“机器人”运送药物，这些机器人可以将药物运送到需要的特定地点。目前，如果你因为腿部感染而服用抗生素，抗生素会扩散到全身。因此，你必须服用更大剂量的抗生素，以便在需要的腿部获得足够的抗生素。如果我们能够控制药物输送系统的定向运动，我们不仅可以减少所需的药物数量，还可以提高其输送速度。"
解决控制方向的一个方法是让给药系统识别并走向感染部位发出的特定化学信号。这种现象被称为趋化性。许多生物将趋化性作为寻找食物或逃避毒素的生存策略。以前的研究表明，酶的趋化性会发生，因为酶催化的反应产生了可用的能量。然而，大部分工作集中在正向趋化性，即化学物质的发展。到目前为止，关于负趋化性的研究很少。
“可调的”趋化性——控制不同化学信号运动方向的能力——从未被证实过。
研究人员已经创造了相同大小的原始细胞，称为脂质体的囊泡，其成分与天然细胞相同。然后他们可以将不同的酶附着在这些原始细胞的外表面。他们在这项研究中使用的酶是过氧化氢酶、脲酶和ATP酶。这些酶将特定的反应物转化为产物。例如，过氧化氢酶将过氧化氢转化为水和氧气。
宾夕法尼亚州立大学研究生、论文第一作者安贝卡索马桑达尔(Anbeka Somasundar)说：“我们将酶包被的脂质体放在微流控设备中，以保持酶的反应物或产物的梯度。”"然后我们可以测量脂质体朝向或远离特定化学物质的运动."
在他们的实验中，涂有过氧化氢酶的原始细胞向其反应物移动，而涂有脲酶的原始细胞则远离其反应物。根据浓度的不同，涂有ATP酶的原始细胞可以向反应物移动或远离反应物。这位参议员说，“要有效地输送药物，你需要两样东西：携带药物的能力和准确控制运动的能力。我们使用的原始细胞内部可以充满有效载荷，我们现在越来越接近于很好地控制它们的运动。”
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