ایجاد یک آنزیم جدید برای ممکن کردن "حیات مصنوعی"

ایران اکونومیست - به گزارش ایران اکونومیست به نقل از گیزمگ، ممکن است دانشمندان به دلیل نارضایتی از ویرایش ژن‌های موجود در ارگانیسم‌های زنده یا ایجاد هوش مصنوعی هوشمندتر، سرانجام قادر به مهندسی زیستی گونه‌های مصنوعی منحصر ‌به ‌فردی از ابتدا باشند.

پژوهشی جدید که در دانشگاه "پرینستون" (Princeton)آمریکا انجام شد، با تایید اینکه پروتئین مصنوعی این گروه، مانند آنزیمی در باکتری زنده عمل کرد، دانشمندان را یک مرحله به آینده نزدیک کرده است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در سال 2010، دانشمندان یک ارگانیسم مصنوعی را از یک ژنوم تولید شده توسط رایانه در سلولی طبیعی ابداع کردند که می‌توانست خود را تکثیر کند.

سپس، حدود یک سال پیش، "مؤسسه پژوهشی اسکریپس" (Scripps Institute) در آمریکا، اعلام کرد یک باکتری با دو باز نوکلئوتیدی DNA جدید در ژنوم‌ آن به وجود آورده است و در ماه نوامبر، همین گروه گزارش داد که ابداع آنها، پروتئینی با یک نام تجاری جدید تولید کرده است.

در طول سال‌ها، گروه دانشگاه پرینستون، پروتئین‌های مصنوعی برای " اشریشیا کلی" (E. coli) –یک گونه باکتری ساده که به طور متداول به عنوان بستری برای سنجش این نوع آزمایش‌ها استفاده می‌شود- ابداع کرده است.

پژوهشگران برای آزمایش ابداعات‌شان، ژن‌های خاصی را حذف کردند که منجر به ایجاد باکتری‌هایی می‌شوند که قادر به تولید آنزیم "فس" (Fes) که سلول‌ها از آن برای دریافت آهن استفاده می‌کنند، نیستند.

این باکتری بدون مواد معدنی حیاتی، قادر به زنده ماندن نیست اما این گروه، پروتئین‌هایی که می‌توانند این عملکرد را جایگزین کنند، رها یا این باکتری را احیا می‌کنند.

در این پژوهش جدید، پژوهشگران فقط متوجه چگونگی عملکرد این پروتئین‌های جدید شدند. آنها فهمیدند که دو نوع از این پروتئین‌ها، با جبران آنزیم‌های از دست رفته و افزایش تولید دیگر فرآیندها در سلول، باکتری "اشریشیا کلی" را حفظ می‌کنند اما نوع دیگری از این پروتئین‌ها، این مشکل را به شکل مستقیم‌تری حل می‌کنند.

"آن دانلی" (Ann Donnelly)، نویسنده ارشد این پژوهش می‌گوید: این پروتئین مصنوعی موسوم به " Syn-F4"  در واقع، یک آنزیم است. لحظه کشف این حقیقت، لحظه‌ای باورنکردنی برای من بود تا حدی که نمی‌خواستم پیش از تکرار چندین باره آن، حرفی در موردش بزنم.

دانلی در ابتدا متوجه شد که این سلول‌ها به طور ناگهانی قادر به دریافت آهن شده‌اند که این موضوع به آنزیم بودن Syn-F4 اشاره داشت. پس از چندین بار تکرار این آزمایش، دانلی توجه محقق ارشد آزمایشگاه یعنی "میشل هکت" (Michael Hecht) را به سوی آن برانگیخت.

هکت می‌گوید: زیست‌شناسی، سیستم واکنش‌ها و کاتالیز‌های بیوشیمیایی است. هر مرحله، آنزیمی دارد که آن را کاتالیز می‌کند چون در غیراینصورت، این واکنش‌ها به قدر کافی برای وجود حیات، سریع نخواهند بود.

یک آنزیم، پروتئینی است که یک کاتالیزور است. این نوع بهترین کاتالیزورها در جهان هستند چون تکامل، میلیاردها سال است که آنها را انتخاب کرده است. آنزیم‌ها می‌توانند سرعت بسیاری از واکنش‌ها را افزایش دهند.

با اینکه پژوهشگران هنوز در مرحله آزمایش به سر می‌برند، یک آنزیم مصنوعی عملکردی، مرحله‌ای مهم به سوی گسترش حقیقی زیست‌شناسی حقیقتا مصنوعی است.

این گونه‌های حیات نه تنها برای گسترش سودمند غذا، سوخت یا دارو طراحی می‌شوند، بلکه می‌توانند به ما کمک کنند بفهمیم چگونه حیات می‌تواند در شرایط دیگر از جمله در سیارات دیگر هم به وجود آید.

هکت ادامه می‌دهد: ما در حال آغاز کدگذاری ژنوم مصنوعی هستیم. ما 0.1 درصد از ژنوم اشریشیا کلی را حفظ کرده‌ایم.

در حال حاضر، این ژنوم، یک اشریشیا کلی عجیب با برخی ژن‌های مصنوعی است که به آن اجازه رشد می‌دهد. فرض کنید که 10 یا 20 درصد را جایگزین می‌کنید. پس، این تنها یک اشریشیا کلی عجیب با برخی ژن‌های مصنوعی نیست بلکه یک ارگانیسم جدید است.

این پژوهش، در مجله " Nature Chemical Biology" به چاپ رسید.

منبع: ایران اکونومیست

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۱۶۷۱۳۳۵۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ورزش و کاهش وزن نخستین اقدام برای درمان کبد چرب

آفتاب‌‌نیوز :

از روابط عمومی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، بهزاد حاتمی افزود: کبد چرب الکلی در پی مصرف طولانی الکل ایجاد می‌شود و کبد چرب غیرالکلی عمدتا در زمینه سندرم متابولیک مثل چاقی، دیابت و چربی خون بالا فرد را مبتلا می‌کند.

وی با اشاره به این که کبد چرب یعنی رسوب چربی در کبد به میزانی که بیش از پنج تا ۱۰ درصد وزن کل آن را تشکیل می‌دهد، اظهارداشت: پیشرفت رسوب چربی در کبد ممکن است باعث ایجاد التهاب در سلول‌های کبدی و به دنبال آن به مرور باعث ایجاد فیبروز پیشرفته کبدی و سیروز شود.

این فوق تخصص بیماری‌های کبد و گوارش، ادامه داد: کبد چرب در اکثر موارد علامتی ندارد و بیمارانی که غالبا به طور اتفاقی سونوگرافی شکم به دلایل دیگر انجام می‌دهند متوجه چرب بودن کبد خود می‌شوند و یا در طی بررسی علت افزایش آنزیم‌های کبدی، کبد چرب تشخیص داده می‌شود.

وی با بیان این که کبد چرب در صورتی که علامت‌دار شود با نشانه‌هایی، چون احساس کسالت و خستگی، تهوع و درد یا ناراحتی مبهم در سمت راست بالای شکم خود را نشان می‌دهد، تاکید کرد: در صورتی که کبد چرب باعث التهاب و آسیب پیشرونده کبد شود می‌تواند منجر به بیماری پیشرفته کبدی یا سیروز شود.

وی ادامه داد: کبد چرب شایع‌ترین علت بیماری مزمن کبدی در کشور‌های غربی به حساب می‌آید و شیوع آن بین ۱۰ تا بیش از ۴۰ درصد (بطور متوسط ۲۵ درصد) است.

حاتمی در ادامه به شیوع بالای کبد چرب در ایران اشاره کرد و توضیح داد: این بیماری در کشور حتی از متوسط جهانی بالاتر است، طبق برخی آمار موجود شیوع کبد چرب در ایران حدود ۴۰-۳۰ درصد در جمعیت بالای ۱۸ سال است.

وی شایع‌ترین سن بروز کبد چرب را دهه چهارم و پنجم زندگی عنوان کرد و گفت: بیماری کبد چرب در مردان شایع‌تر است، ولی در عین حال برخی مطالعات نیز شیوع بالاتر کبد چرب در زنان را گزارش کرده‌اند.

این فوق تخصص بیماری‌های کبد و گوارش بالغین، ادامه داد: با توجه به سیر روزافزون شیوع اضافه وزن و چاقی در کودکان، به نظر می‌رسد که سن شیوع کبد چرب پایین‌تر شده است و افزایش شیوع کبد چرب در کودکان زنگ خطری است که باید توجه جدی به آن معطوف داشت.

وی افزود: پیروی از سبک غلط زندگی، کم تحرکی و استفاده روزافزون از تنقلات و غذا‌های آماده پر کالری (فست فود) از عوامل مهم افزایش شیوع کبد چرب در کودکان و بزرگسالان است.

استاد دانشگاه علوم پزشکی شهیدبهشتی با بیان این که اضافه وزن و چاقی، دیابت، چربی خون بالا و سندرم متابولیک از عوامل خطر عمده ابتلا به کبد چرب هستند، توضیح داد: برخی بیماری‌ها نیز از جمله کم کاری تیروئید، سندرم تخمدان پلی‌کیستیک، آپنه انسدادی در موقع خواب ممکن است با کبد چرب همراه باشند. همچنین برخی دارو‌ها نیز ممکن است باعث ایجاد کبد چرب شوند. عوامل ژنتیکی و تفاوت‌های قومی نژادی نیز در ایجاد کبد چرب نقش دارند.

وی همچنین درباره ضرورت درمان بیماری کبد چرب گفت: کبد چرب در صورت عدم درمان علاوه بر این که ممکن است باعث آسیب پیشرونده کبدی، سیروز کبدی، نارسایی کبدی و بالاخره سرطان کبد شود، به عنوان عامل خطر عمده برای بیماری‌های قلبی عروقی نیز به شمار می‌رود. نخستین و اساسی‌ترین اقدام درمانی برای کبد چرب، ورزش و کاهش وزن است.

حاتمی با اشاره به این که بیمارانی که اضافه وزن یا چاقی دارند باید با اصلاح شیوه زندگی خود، ورزش و رژیم غذایی به کاهش وزن مبادرت کنند، اضافه کرد: در این افراد کاهش وزن سریع به هیچ وجه توصیه نمی‌شود؛ به طوری که حتی ممکن است باعث تشدید آسیب کبدی نیز شود.

وی ادامه داد: میزان توصیه شده مجاز برای کاهش وزن ۰.۵ تا یک کلیوگرم در هفته است و در عین حال بهتر است این افراد روزانه حداقل ۴۵-۳۰ دقیقه ورزش متوسط (حداقل پنج روز در هفته) داشته باشند.

به گفته وی، در درصدی از افراد که اضافه وزن و چاقی نیز دارند (حدود ۲۰-۱۰ درصد) ممکن است کبد چرب ایجاد شود که در این گروه نیز ورزش منظم به بهبود کبد چرب کمک می‌کند.

حاتمی با تاکید بر کنترل مناسب قند خون در بیماران دیابتی و کنترل فشار خون و چربی خون به مبتلایان کبد چرب توصیه کرد: در برخی موارد نیز با تجویز پزشک استفاده از درمان دارویی ضرورت دارد.

وی ادامه داد: توصیه می‌شود افراد مبتلا به کبد چرب از مصرف غذا‌های پرکالری و پرچرب و به ویژه پرکربوهیدرات مانند فست فود، شیرینی جات و نوشابه‌های گازدار و خصوصا الکل اجتناب کنند. مصرف میوه‌ها و سبزیجات تازه در این بیماران توصیه می‌شود، البته باید توجه داشته باشند مصرف بیش از حد میوه‌هایی که محتوای فروکتوز بالایی دارند نیز باید خودداری کنند.

حاتمی با بیان این که مصرف قهوه نیز در بیماران مبتلا به کبد چرب مفید است، گفت: البته مصرف بیش از حد قهوه به هیچ وجه توصیه نمی‌شود.

منبع: خبرگزاری ایرنا