انسولینبیوتکنولوژی پزشکیزیست شناسی محاسباتیزیست شناسی مصنوعی

تبدیل سلول پستانداران به زیست محاسبه‌گرهای پیچیده

سخت‌افزارهای کامپیوتری روز به روز در حال «نرم»تر شدن هستند! محققان در پژهشی جدید موفق به مهندسی DNA سلول پستانداران شده‌اند به گونه‌ای که این سلول‌ها بتوانند محاسبات «پیچیده» انجام دهند، یعنی سلول به یک زیست محاسبه‌گر (بیوکامپیوتر) تبدیل شود. این سلول‌ها هنوز در معرض آزمون جدی قرار نگرفته‌اند اما دانشمندان امیدوارند تکنیک‌های جدید برنامه‌نویسی کمک به بهبود بسیاری از مسائل از جمله درمان سرطان و همینطور پیوند بافت کند.


مهندسی سلول‌ به گونه‌ای که به عنوان کامپیوترهای بسیار کوچک عمل کند، چیز تازه‌ای نیست. در حیطه‌ی رو به پیشرفت زیست‌شناسی مصنوعی، دانشمندان کارهای مختلفی روی DNA انجام داده‌اند که بتواند به عنوان یک واحد عملگر عمل کند؛ مثلاً در فشار کم اکسیژن نور منتشر کند و… تاکنون اکثر آزمایش‌های اینچنینی در سلول E.coli و برخی باکتری‌های دیگر انجام شده است. دانشمندان تا ایجاد یک سلول مصنوعی هم پیش رفته‌اند.

اما دانشمندان همواره در تلاش بوده‌اند که این فناوری را به سلول‌های پستاندران هم تسری بدهند. مشکل اصلی در مورد این سلول‌ها این است که در طراحی مدارهای ژنتیکی، کل اجزا باید هماهنگ با هم عمل کنند. معمول‌ترین راه برای خاموش و روشن کردن ژن‌ها استفاده از فاکتورهای بیان (Transcription Factors) است، اما به گفته‌ی محققان، همه‌ی این پروتئین‌ها قدری «متفاوت» با هم عمل می‌کنند.
حال در پژوهش جدیدی که انجام شده است، تیم تحقیقاتی دکتر وونگ از سوئیچ‌های متفاوتی برای خاموش و روشن کردن ژن‌ها استفاده کرده‌اند. این تیم به جای فاکتورهای بیان از ریکامبیناز (DNA Recombinase) استفاده کرده‌اند. این آنزیم‌ها دو توالی هدف، هر یک به طول 30-50 باز، را می‌شناسند و DNA مابین آن‌ها را می‌برند و دو انتها را به هم متصل می‌کنند.

این تیم موفق شده‌اند 113 مدار ژنی ایجاد کنند که 96.5 درصد آن‌ها قادر به انجام موفقیت‌آمیز یک عملیات منطقی هستند. مثلاً سلول انسانی‌ای طراحی کرده‌اند که تحت تأثیر شش ورودی مختلف، می‌تواند 16 عمل منطقی متفاوت انجام دهد.

هرچند کار انجام شده صرفاً مقدماتی است، اما پژوهشگران امیدوارند بتوانند از آن در درمان بیماری‌ها استفاده کنند. به عنوان مثال، در سلول‌های T مدار ژنی طراحی کنند که در حضور مارکرهای تولید شده توسط سلول‌های سرطانی شروع به حذف آن‌ها کند. یا بافت‌هایی با ویژگی مورد نیاز ساخته شود، مثلاً سلول‌های بتایی که قادر به تولید انسولین هستند یا کندروسیت‌های تولیدکننده‌ی غضروف و…

ترجمه : کسری طباطبایی

لینک خبر
لینک مقاله

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن