Чапел-Хиллдегі Солтүстік Каролина университетінің зерттеушілері зертханада тірі адам сияқты әрекет ететін бағдарламаланған ДНҚ-сы бар функционалды жасанды жасушаларды сәтті құрастырды. Фриман зертханасы табиғи ақуыздарды айналып өтетін жаңа тәсілді қолдана отырып, функционалды цитоскелеттері бар жасушаларды жасады.
Ронит Фриман және оның командасы адам ағзасында кездесетіндерге өте ұқсас жасанды жасушалар жасау үшін өмірдің негізгі құрылыс блоктары болып табылатын ДНҚ мен ақуыздарды басқарудағы табыстарын көрсетті. Фриманның айтуынша, синтетикалық жасушалар 50° C температурада да тұрақты болды. Бұл «адам өміріне әдетте қолайсыз орталарда ерекше мүмкіндіктері бар жасушаларды шығару мүмкіндігін» ашады.
Ұзақ болатын материалдарды жасаудың орнына, Фриман дейді, олардың материалдары тапсырма үшін жасалған - белгілі бір функцияны орындайды, содан кейін жаңа функцияны орындау үшін өзгертіледі. Бұл жетістіктің регенеративті медицинаны, дәрі-дәрмек жеткізу әдістерін және диагностикалық технологияларды дамытудың үлкен болашағы бар. «Осы ашылудың арқасында біз қоршаған ортадағы өзгерістерге сезімтал және динамикалық әрекет ете алатын инженерлік маталар немесе маталар туралы ойлай аламыз», - дейді Фриман.
Жасушалар мен ұлпалар әртүрлі тапсырмаларды орындау және өмірлік маңызды құрылымдарды құру үшін ақуыздарға сүйенеді. Осындай құрылымдардың бірі цитоскелет жасушаның дұрыс жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін негіз ретінде қызмет етеді. Цитоскелет жасуша пішінін сақтау және қоршаған ортаға жауап беруді жеңілдету үшін өте маңызды. Команда табиғи ақуыздарды айналып өтетін жаңа тәсілді қолдана отырып, функционалды цитоскелеттері бар жасанды жасушаларды жасады. Олар бағдарламаланған пептидті ДНҚ технологиясы деп аталатын озық технологияны әзірледі. Бұл әдіс пептидтер, ақуыздардың негізгі құрылыс блоктары және цитоскелет құру үшін өңделген генетикалық материал арасындағы ынтымақтастықты ұйымдастырады. Нәтижесінде, бұл инженерлік жасушалар синтетикалық биологияның керемет әлеуетін көрсете отырып, пішінін бейімдеп, қоршаған ортаның сигналдарына жауап бере алады.
«ДНҚ әдетте цитоскелетте пайда болмайды. Біз ДНҚ тізбегін ол пептидтерді біріктіретін архитектуралық материал ретінде әрекет ететіндей етіп қайта бағдарламаладық», - деді Фриман. «Бұл бағдарламаланған материал су тамшысына салынғаннан кейін құрылымдар пішінге ие болды».
ДНҚ-ны бағдарламалаудың бұрын-соңды болмаған қабілеті ғалымдарға белгілі бір мақсаттарға бейімделген жасушаларды жасауға және тіпті осы жасушалардың сыртқы стресстерге реакциясын реттеуге мүмкіндік береді. Фриман зертханасында жасалған синтетикалық жасушаларда тірі жасушалардың күрделілігі болмаса да, олар болжамдылық пен төтенше температура сияқты қатал жағдайларға төзімділік деңгейін ұсынады.
Төзімді материалдарды жасауға назар аударудың орнына, Фриман бұл жасушалардың бейімделуіне ерекше назар аударады - олар белгілі бір функцияларды орындауға, содан кейін жаңа тапсырмаларға бейімделуге арналған.
Әртүрлі пептидтік немесе ДНҚ құрылымдарын қосу арқылы бұл материалдарды тіндердегі немесе тіндердегі жасушаларды бағдарламалауға бейімдеуге болады. Бұл әмбебаптық биотехнология және медицина сияқты салаларда төңкеріс жасауы мүмкін басқа синтетикалық жасуша технологияларымен интеграцияға мүмкіндіктер ашады.
«Бұл зерттеу бізге өмірдің неден тұратынын түсінуге көмектеседі», - дейді Фриман. «Бұл синтетикалық жасуша технологиясы бізге табиғаттың не істейтінін қайталауға ғана емес, сонымен қатар биологиялық материалдардан жоғары материалдарды жасауға мүмкіндік береді».
Сондай-ақ оқыңыз: