تلاش برای ساخت سلول‌های مصنوعی که همانند سلول‌‌های زنده عمل کنند_کویر دانش

محققان با راه حلهای نوآورانه‌ای در تلاش می باشند سلول‌های مصنوعی بسازند. با این رویکرد فاصله بین سلول‌های زنده و سلول‌های مصنوعی کمتر می‌بشود.

محققان مراحلی را برای دستکاری DNA و پروتئین‌ها (بلوک‌های سازنده الزامی حیات) طی کرده‌اند. مقصد آنها ساخت سلول‌هایی همانند سلول‌های بدن انسان است. این دستاورد می‌تواند نقطع عطفی در حوزه پزشکی و درمان تشکیل کند.

ساخت سلول‌های مصنوعی همانند سلول‌های زنده بدن انسان

در مطالعه تازه انتشار شده در Nature Chemistry، «رونیت فریمن» محقق UNC-Chapel Hill و همکارانش مراحلی را برای برای دستکاری DNA و پروتئین‌ها طی کرده‌اند تا بتوانند سلول‌هایی همانند سلول‌های بدن انسان تشکیل کنند.

رونیت فریمن که آزمایشگاهش در قسمت علوم فیزیکی کاربردی دانشکده هنر و علوم UNC است، می‌گوید: «با این کشف، می‌توانیم با الیاف و بافت‌های گوناگون، کاری کنیم که به تغییرات محیطی حساس باشند و به روشهای دینامیکی حرکت کنند.»

سلول‌ها و بافت‌ها از پروتئین‌هایی ساخته شده‌اند که برای انجام ماموریت های و ساختن ساختارها نقش دارند. پروتئین‌ها برای راه اندازی چارچوب یک سلول به نام اسکلت سلولی الزامی می باشند. بدون آنها، سلول‌ها نمی توانند کار کنند. اسکلت سلولی به سلول‌ها اجازه می‌دهد که هم از نظر شکل و هم در جواب به محیط خود انعطاف‌پذیر باشند.

بدون منفعت گیری از پروتئین‌های طبیعی، آزمایشگاه فریمن سلول‌هایی با اسکلت‌های سلولی کاربردی ساخت که می‌توانند شکل خود را تحول دهند و به محیط اطراف خود عکس العمل نشان دهند. برای انجام این کار، آنها از فناوری پپتید DNA قابل برنامه‌ریزی تازه، منفعت گیری کردند که پپتیدها، بلوک‌های سازنده پروتئین‌‌ها و مواد ژنتیکی تحول کاربری داده شده را هدایت می‌کند تا با هم کار کنند تا یک اسکلت سلولی راه اندازی دهند.

فریمن می گوید: «در واقع DNA به‌صورت معمول در اسکلت سلولی ظاهر نمی بشود. ما توالی‌هایی از DNA را مجدد برنامه‌ریزی کردیم تا به گفتن یک ماده معماری عمل کند و پپتیدها را به هم متصل کند. وقتی که این ماده برنامه‌ریزی شده در قطره‌ای آب قرار گرفت، ساختارها شکل گرفتند.»

توانایی برنامه‌ریزی DNA به این روش به این معنی است که دانشمندان می‌توانند سلول‌هایی تشکیل کنند تا عملکردهای خاصی را انجام بدهند و حتی عکس العمل سلول را به عوامل استرس‌زای خارجی تنظیم کنند. در حالی که سلول‌های زنده پیچیده‌تر از سلول‌های مصنوعی ساخته‌شده توسط آزمایشگاه فریمن می باشند، اما غیرقابل پیش‌بینی‌تر می باشند و در برابر محیط‌های متخاصم همانند دماهای شدید حساس‌تر می باشند.

فریمن می‌گوید: «سلول‌های مصنوعی حتی در دمای ۱۲۲ درجه فارنهایت پایدار بودند و امکان ساخت سلول‌هایی با قابلیت‌های شگفت انگیز را در محیط‌هایی که طبق معمولً برای زندگی انسان‌ها نامناسب می باشند، باز می‌کند.»