در یک مطالعه جدید محققی به نام رونیت فریمن و همکارانش مراحلی را که برای دستکاری DNA و پروتئین‌ها برای ایجاد سلول‌های مصنوعی شبیه سلول‌های بدن به نظر می‌رسند و عمل می‌کنند، تشریح کردند.
به گزارش تکناک، این دستاورد که برای اولین بار در این زمینه انجام شد، پیامدهایی برای تلاش‌ها در حوزه پزشکی احیاکننده، سیستم‌های تحویل دارو و ابزارهای تشخیصی دارد.
به‌تازگی محققان از روش‌های پیشرفته برای ایجاد سلول‌های کاربردی استفاده کرده اند تا به نوعی شکاف بین مواد مصنوعی و بیولوژیکی را پر کنند.
فریمن می‌گوید: با این کشف، می‌توانیم به پارچه‌ها یا بافت‌های مهندسی فکر کنیم که می‌توانند به تغییرات محیط خود حساس باشند و به روش‌های دینامیکی رفتار کنند.
سلول‌ها و بافت‌ها از پروتئین‌هایی ساخته شده‌اند که برای انجام وظایف و ساختن ساختارها به هم می‌رسند. وجود پروتئین‌ها برای تشکیل چارچوب یک سلول به نام اسکلت سلولی ضروری است. بدون آن، سلول‌ها نمی‌توانند کار کنند. اسکلت سلولی به سلول‌ها اجازه می‌دهد که هم از نظر شکل و هم در پاسخ به محیط خود انعطاف‌پذیر باشند.
بدون استفاده از پروتئین‌های طبیعی، آزمایشگاه فریمن سلول‌هایی با اسکلت‌های سلولی کاربردی ساخت که می توانند شکل خود را تغییر دهند و به محیط اطراف خود واکنش نشان دهند. برای انجام این کار، آنها از یک فناوری پپتید-DNA قابل برنامه‌ریزی جدید استفاده کردند که پپتیدها، بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها و مواد ژنتیکی تغییر کاربری داده شده را هدایت می‌کند تا با هم کار کنند تا یک اسکلت سلولی تشکیل دهند.
برنامه‌نویسی نوآورانه DNA
فریمن می گوید: DNA به‌طور معمول در اسکلت سلولی ظاهر نمی‌شود. ما توالی‌های DNA را دوباره برنامه‌ریزی کردیم تا به عنوان یک ماده معماری عمل کند و پپتیدها را به هم متصل کند. هنگامی که این ماده برنامه‌ریزی شده در یک قطره آب قرار گرفت، ساختارها شکل گرفتند.
توانایی برنامه‌ریزی DNA به این روش به این معنی است که دانشمندان می‌توانند سلول‌هایی را ایجاد کنند تا عملکردهای خاصی را انجام دهند و حتی واکنش سلول را به عوامل استرس‌زای خارجی تنظیم کنند. در حالی که سلول‌های زنده، پیچیده‌تر از سلول‌های مصنوعی ایجاد شده توسط آزمایشگاه فریمن هستند، اما در مقابل محیط‌های متخاصم مانند دماهای شدید غیرقابل پیش‌بینی‌تر و حساس‌تر هستند.
فریمن می‌گوید: سلول‌های مصنوعی حتی در دمای 122 درجه فارنهایت پایدار بودند و امکان ساخت سلول‌هایی با قابلیت‌های خارق‌العاده را در محیط‌هایی که معمولاً برای زندگی انسان‌ها نامناسب هستند، فراهم می‌کنند.
فریمن می‌گوید به‌جای ایجاد موادی که برای ماندگاری ساخته شده‌اند، مواد آنها برای کار ساخته شده‌اند به این معنی که عملکرد خاصی را انجام می‌دهند و سپس خودشان را برای انجام یک عملکرد جدید تغییر می‌دهند. کاربرد آنها را می‌توان با افزودن طرح‌های مختلف پپتید یا DNA برای برنامه‌ریزی سلول‌ها در موادی مانند پارچه یا بافت سفارشی کرد. این مواد جدید می‌توانند با سایر فناوری‌های سلول مصنوعی ادغام شوند و همگی با کاربردهای بالقوه‌ای که دارند، می‌توانند زمینه‌هایی مانند بیوتکنولوژی و پزشکی را متحول کنند.
فریمن می گوید: این تحقیق به ما کمک می‌کند بفهمیم چه چیزی زندگی را می‌سازد. این فناوری سلول مصنوعی نه تنها ما را قادر می‌سازد تا آنچه را که طبیعت انجام می‌دهد، بازتولید کنیم، بلکه موادی را نیز می‌سازد که از زیست‌شناسی پیشی می‌گیرد.
