به نقل از «رکنا»

DNA مصنوعی ساخته شد

تاریخ انتشار: ۱۹ اردیبهشت ۱۳۹۷ | کد خبر: ۱۸۴۳۸۷۵۸

رکنا: برای حل بسیاری از مشکلات ژنتیکی محققان DNA مصنوعی تولید کردند.

محققان ژاپنی موفق شدند در نوعی ساختار شبه سلولی، یک نسخه دست­ ساز DNA به­ منظور همانند­سازی تولید کنند.

به گزارش مرکز اطلاعات بیوتکنولوژی ایران، تکثیر DNA یکی از عملکردهای ضروری یک سلول زنده محسوب می ­شود که امکان تقسیم سلولی، تکثیر و انتقال اطلاعات ژنتیکی به زاده ­های یک سلول را فراهم می­ کند و شبیه‌سازی این عملکرد یک گام ضروری در تولید سلول مصنوعی محسوب می‌شود.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

هم اکنون محققان موفق شده‌اند در نوعی ساختار شبه سلولی، یک نسخه دست­ ساز DNA به­ منظور همانند­سازی تولید کنند.

مکانیسم ­های فرودست همانند­سازی DNA شامل سه مرحله مهم است؛ ابتدا DNA به نوعی RNA (mRNA) رونویسی شده و سپس به پروتئین‌­ها ترجمه می­‌شود. این پروتئین­‌ها بار بسیاری از اعمال حیاتی سلول را بر عهده دارند به طوری که برخی از آن‌­ها در تکثیر DNA ایفای نقش می­‌کنند و در نهایت سبب می­‌شوند هر سلول دختری یک کپی از ماده ژنتیکی سلول مادری را دارا باشد.

محققان ژاپنی از طریق استخراج ترکیبات سلولی E.coli و سانتریفیوژ آن‌ها توانستند یک سیستم کوچک منفرد برای سنتز mRNA و پروتئین شبیه سازی کنند. گروهی دیگر از محققان برآن شدند تا با تکمیل این چرخه با فرایند همانندسازی DNA، جریان کامل اطلاعات ژنتیکی در یک ساختار شبه­ سلولی به نام لیپوزوم را بازسازی کنن.

این دانشمندان طبق تحقیقاتی در سال ۲۰۱۸، به این نتیجه رسیدند که ماشین همانندسازی ویروس ɸ۲۹ به سبب ژنوم کوچک و تعداد محدود پروتئین­ های آن‌ها (این ویروس برای همانندسازی DNA تنها نیازمند ۴ پروتئین است) و کارآمدی بالای این ویروس در کدکردن این پروتئین­ ها گزینه مناسبی برای این کار به نظر می ­رسد.

دانشمندان تلاش کردند تا ژن‌های کدکننده پروتئین­ های مربوط به همانندسازی DNA در این ویروس را با کدهای ژنتیکی لازم برای انجام فرایند رونویسی و ترجمه در یک مدل ترکیبی ادغام کنند.

آن‌ها موفق به ساخت یک نسخه DNA منحصر به فرد شدند که دربرگیرنده اطلاعات ژنتیکی مربوط به جایگاه مناسب برای اتصال ریبوزوم و فاکتور­های ضروری برای تولید پروتئین­ ها بود.

هدفی که امروزه محققان به دنبال آن هستند این است که واحد تنظیم ­کننده انتقال اطلاعات ژنتیکی را با عملکرد­های سلولی ضروری همچون رشد و تقسیم ترکیب کنند.

سال گذشته این گروه از محققان راهی برای سنتز فسفولیپید­هائی که این لیپوزوم ­ها را می­ ساخت یافتند که در این پروژه از آن استفاده شد. اما این فسفولیپید­ها کوچکتر از آن بودند که توانایی ادامه رشد داشته باشند. تحقیقات در زمینه بهینه ­سازی رشد این فسفولیپید­ها همچنان ادامه دارد.

در سلول­ های پیشرفته پروتئین­ های اختصاصی به سلول مادری فشار می ­آورند تا آن را به دو سلول دختری تبدیل کنند. محققان معتقدند فرایند ساده جوانه ­زدن نیز می­ تواند سبب چنین تقسیمی شود. از این رو آن‌ها لیپوزوم­ هائی را ایجاد کردند که پس از فرایند رشد، شروع به جوانه­ زدن می­ کنند.

آنان معتقدند اگر DNA به اندازه کافی تولید شود امید است که سلول­ های دختری اولیه به اندازه­ ای ژنوم جدید را داشته باشند که بتوانند جمعیت سلولی زنده­ ای را ایجاد کنند.

طبق یافته­ های ذکر­شده در این تحقیق، محققان توانستند یک سلول مصنوعی با توانایی رشد، تقسیم و ادامه حیات ایجاد کنند و گام مهمی در جهت کشف عملکرد ذاتی یک سلول بردارند. تحقیقات تکمیلی در این زمینه می­ تواند منجر به پیشرفت ­های شگرفی در حوزه بیوتکنولوژی، سلامت و انرژی شود.

 

منبع: رکنا

کلیدواژه: سلامت مهم ترین های 24 ساعت مدل سلامت مشکلات ژنتیکی گروهی تولید تحقیقات DNA مصنوعی عکس دختر قتل جوان زن مرد حوادث فیلم پدر جسد

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.rokna.net دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «رکنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۱۸۴۳۸۷۵۸ 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:

کشف تکنیکی جدید برای تغییر گروه خونی اهدایی

پژوهشگران ترکیبی از آنزیم‌های تولیدشده توسط گونه‌ای باکتری‌های موجود در روده انسان را شناسایی کردند که در مطالعات آزمایشگاهی می‌توانند سلول‌های قرمز خون را با بازده بالا به نوع O تبدیل کنند.

به گزارش زومیت، سلول‌های قرمز خون مانند تقریبا تمام سلول‌های بدن انسان با ساختارهای قندی منحصربه‌فردی پوشیده شده‌اند. این ساختارها از فردی به فرد دیگر متفاوت هستند و برخی دارای ساختارهای نوع A هستند و برخی ساختارهای نوع B را دارند. برخی هر دو ساختار نوع A و B را دارند و برخی هیچ‌یک از این ساختارها را ندارند و در گروه O قرار می‌گیرند.

سیستم ایمنی که هرگز با انواع A یا B برخورد نکرده باشد، در صورت مواجهه با آن‌ها به این سلول‌ها حمله می‌کند و آن‌ها را از بین می‌برد، درحالی‌که گروه خونی O را بیشتر دریافت‌کنندگان بدون مشکل می‌پذیرند.

به دلیل این تطبیق‌پذیری، ذخایر خون نوع O اغلب مصرف می‌شود، خصوصا در شرایط اضطراری که پزشکان باید بدون دانستن گروه خونی بیمار سریع عمل کرده و جان او را نجات دهند.

تبدیل سلول‌های قرمز خون به نوع عمومی O ایده جدیدی نیست. در سال ۱۹۸۲ دانشمندان آنزیمی را در دانه‌های قهوه شناسایی کردند که می‌توانست قندهای سطحی سلول‌های نوع B را حذف کند. اما آن واکنش آنزیمی بسیار ناکارآمد بود و استفاده از آن در مقیاس بزرگ ممکن نبود.

 همچنین برخلاف وعده‌های اولیه نگرانی‌هایی درمورد ایمنی آن مطرح شد. به دلایل ناشناخته، با اینکه تقریبا کل آنتی‌ژن‌های سلول‌های خون اهداکننده حذف می‌شد، گاهی اوقات خون اهدایی با گیرندگان همچنان ناسازگار بود. بنابراین، دانشمندان به نقطه شروع برگشتند و آنزیم‌های دیگری را در مجموعه باکتری‌های روده شناسایی کردند.

مشکلی که وجود دارد این است که تا سال ۲۰۲۲ بیش از ۴۰ سیستم گروه خونی به غیر از سیستم ABO و فاکتور RH شناسایی شده است. حتی در گروه‌های خونی A و B، ساختارهای قندی با طول‌ها و چگالی‌های متفاوت روی غشای سلول‌های قرمز خون وجود دارد.

پژوهشگران برپایه پژوهش‌های گذشته چندین آنزیم کاندیدای ساخته‌شده توسط باکتری آکرمانسیا موسینیفیلا (Akkermansia muciniphila) را انتخاب کردند و سلول‌های قرمز خون از چندین اهداکننده و زیرگروه‌های مختلف A و B را درمعرض آن‌ها قرار دادند.

آنزیم‌ها با غلظت‌های بالای سلول‌های قرمز خون و در دمای محیط و فقط به مدت ۳۰ دقیقه انکوبه شدند و این امر موجب بهبود فرآوری طولانی‌تر و شرایط کمتر کارآمد کاندیداهای قبلی شد. این شرایط ملایم بدون استفاده از افزودنی‌ها (برای مثال دکستران) به همراه کارآیی بالای آنزیم، از پارامترهای مهم امکان‌سنجی در کاربردهای بالینی هستند.

حذف ساختارهای قندی بلند علاوه بر آنتی‌ژن‌های کوتاه‌تر و متعارف گروه‌های خونی A و B، ناسازگاری سلول‌های نوع B تیمارشده با نمونه‌های پلاسما را به کمتر از ۹ درصد رساند و از شدت واکنش‌ها کاست.

آنزیم‌های انتخابی علاوه بر آنتی‌ژن‌های کوتاه‌تر و متعارف A و B، تمام چهار ساختار قندی شناخته‌شده A و B را حذف کردند. حذف ساختارهای قندی طولانی ناسازگاری سلول‌های نوع B تیمارشده با نمونه‌های پلاسما را به کمتر از ۹ درصد رساند و از شدت واکنش‌ها کاست.

برای درک این موضوع که چرا بخش کوچکی از سلول‌های قرمز خون ظاهرا بدون قند همچنان با پلاسمای گروه خونی O واکنش متقابل دارند و برای بهبود روند تبدیل سلول‌های گروه خونی A به پژوهش‌های بیشتری نیاز است.

با‌این‌حال، پژوهشگران می‌گویند مطالعه جدید آن‌ها با شناسایی آنزیم‌هایی که انواع بیشتری از آنتی‌ژن‌های A و B را حذف می‌کنند، به تولید خونی که با همه گروه‌های خونی سازگار باشد، کمک می‌کند.

گروهی از پژوهشگران در سال ۲۰۲۲ در شرایط آزمایشگاهی از استراتژی مشابهی (با آنزیم‌های متفاوت) برای تبدیل ریه‌های اهدایی از گروه خونی A به گروه خونی O استفاده کردند. پژوهش جدید ممکن است این تلاش‌ها را به‌قدر کافی بهبود دهد که استانداردهای ایمنی موردنیاز برای کارآزمایی‌های پیوند عضو در انسان را برآورده سازد.

سلول‌های قرمز خون رشدیافته در آزمایشگاه نیز در کارآزمایی‌های بالینی تحت آزمایش قرار دارند تا مشخص شود که آیا ماندگاری آن‌ها بیشتر از خون اهدایی است یا خیر. اگر این‌طور باشد، این دستاورد می‌تواند تقاضا برای ذخایر خون را کاهش دهد و همچنین به بیمارانی که به تزریق مکرر خون نیاز دارند، کمک کند دچار عوارض نشوند.

یافته‌های مطالعه در مجله‌ی Nature Microbiology منتشر شده است.

کانال عصر ایران در تلگرام