Chapel Hill'deki Kuzey Carolina Üniversitesi'nden araştırmacılar, laboratuvarda canlı hücreler gibi davranan programlanmış DNA ile işlevsel yapay hücreleri başarıyla inşa ettiler. Freeman laboratuvarı, doğal olarak oluşan proteinleri atlayan yeni bir yaklaşım kullanarak işlevsel hücre iskeletine sahip hücreler tasarladı.
Ronit Freeman ve ekibi, insan vücudunda bulunanlara çok benzeyen yapay hücreler yaratmak için yaşamın temel yapı taşları olan DNA ve proteinleri manipüle etme konusundaki başarısını gösterdi. Freeman'a göre sentetik hücreler 50°C sıcaklıkta bile stabildi. Bu, "normalde insan yaşamı için uygun olmayan ortamlarda olağanüstü yeteneklere sahip hücrelerin üretilmesi olasılığının" kapısını açıyor.
Freeman, uzun süre dayanacak malzemeler yaratmak yerine söyleMalzemelerin belli bir görev için oluşturulduğunu, belirli bir işlevi yerine getirdiğini ve daha sonra yeni bir işlevi yerine getirecek şekilde değiştirildiğini söylüyorlar. Bu başarı, rejeneratif tıbbın, ilaç dağıtım yöntemlerinin ve teşhis teknolojilerinin geliştirilmesi için önemli umutlara sahiptir. Freeman, "Bu keşif sayesinde, çevredeki değişikliklere duyarlı olabilen ve dinamik davranabilen mühendislik kumaşları veya kumaşları düşünebiliyoruz" diyor.
Hücreler ve dokular, çeşitli görevleri yerine getirmek ve hayati yapılar oluşturmak için proteinlere güvenir. Böyle bir yapı olan hücre iskeleti, hücre için bir çerçeve görevi görerek onun düzgün çalışmasına olanak tanır. Hücre iskeleti, hücre şeklini korumak ve çevreye tepkileri kolaylaştırmak için kritik öneme sahiptir. Ekip, doğal proteinleri atlayan yeni bir yaklaşım kullanarak fonksiyonel hücre iskeletlerine sahip yapay hücreler tasarladı. Programlanmış peptid DNA teknolojisi adı verilen ileri bir teknoloji geliştirdiler. Bu yöntem, proteinlerin temel yapı taşları olan peptitler ile hücre iskeletini oluşturmak için işlenmiş genetik materyal arasındaki işbirliğini düzenler. Sonuç olarak, bu mühendislik hücreleri kendi şekillerine uyum sağlayabiliyor ve çevresel sinyallere yanıt verebiliyor; bu da sentetik biyolojinin dikkate değer potansiyelini ortaya koyuyor.
"DNA normalde hücre iskeletinde görünmüyor. Freeman, "DNA dizisini, peptitleri birbirine bağlayan mimari bir malzeme görevi görecek şekilde yeniden programladık" dedi. "Bu programlanmış malzeme bir damla suya yerleştirildiğinde yapılar şekillendi."
DNA'yı programlamaya yönelik bu benzeri görülmemiş yetenek, bilim adamlarına belirli amaçlar için uyarlanmış hücreler oluşturma ve hatta bu hücrelerin dış streslere tepkisini düzenleme yeteneği veriyor. Freeman Laboratuvarı'nda oluşturulan sentetik hücreler, canlı hücrelerin karmaşıklığına sahip olmasa da, aşırı sıcaklıklar gibi zorlu koşullara karşı bir düzeyde öngörülebilirlik ve direnç sunuyorlar.
Freeman, dayanıklı malzemeler yaratmaya odaklanmak yerine bu hücrelerin uyarlanabilirliğini vurguluyor; bunlar belirli işlevleri yerine getirmek ve ardından yeni görevlere uyum sağlamak üzere tasarlandı.
Farklı peptit veya DNA yapılarının dahil edilmesiyle bu materyaller, doku veya dokulardaki hücreleri programlamak üzere uyarlanabilir. Bu çok yönlülük, biyoteknoloji ve tıp gibi alanlarda potansiyel olarak devrim yaratacak şekilde diğer sentetik hücre teknolojileriyle entegrasyon fırsatlarının önünü açıyor.
Freeman, "Bu araştırma yaşamın neden oluştuğunu anlamamıza yardımcı oluyor" diyor. "Bu sentetik hücre teknolojisi, yalnızca doğanın yaptıklarını kopyalamamıza değil, aynı zamanda biyolojik olanlardan daha üstün malzemeler yaratmamıza da olanak tanıyacak."
Ayrıca okuyun: