Araştırmacılar ilk tamamen yapay olanı geliştirdiler hücretamamen cansız kimyasal bileşenlerden yapılmış, hatta kopyalanabildiği söyleniyor.
Minnesota Üniversitesi, Twin Cities, Biyolojik Bilimler Fakültesi’nden bir araştırmacı ekibi, araştırmalarını şöyle açıkladı: sentetik hücreYakın zamanda yapılan bir ön baskıda buna SpudCell adını verdiler. SpudCell, bilim adamlarının ilk kez elementleri kopyaladığını gösteriyor hayatörneğin enerji kullanımıüreme, büyüme ve gelişmeyi bir arada sentetik biyolojik organizma.
Hayatın Sırları
Bilim için yaşam ve ölümün pek çok gizemi kalırken, ekibin başarısı, bir zamanlar yalnızca bilim kurgu olarak değerlendirilen bir kavramı bilim gerçeğine taşıyan önemli bir atılımı temsil ediyor. Ekip, elde ettikleri başarının tıbbi ve mühendislik sorunlarına yeni çözümler getireceğinden umutlu.
“Bu muhtemelen üzerinde çalıştığım en heyecan verici proje” ortak yazar Kate Adamala dedi. “Eskiden yalnızca biyolojide mümkün olan şeyi kimyada kopyaladık: Bir hücrenin tüm davranışlarının tümünü. Bu, büyüme ve kopyalama gibi yaşamın en temel işlevlerinin gizemli, sihirli bir kıvılcıma ihtiyaç duymadığını kanıtlıyor.”
Yapay SpudCell, seçilim, genom replikasyonu, genetik olarak kodlanmış bölünme, beslenme yoluyla kaynak edinimi ve büyüme dahil olmak üzere biyolojik muadillerinin en karmaşık aktivitelerinden bazılarını gerçekleştiriyor.
Hücre Gibi Ama Farklı
Sentetik hücre birçok biyolojik fonksiyonu kopyalasa da bazı farklılıklar vardır. Doğal hücrelerin bölmek için kullandığı, hücre iskeleti adı verilen iç yapı iskelesinden yoksundur. Bunun yerine SpudCell, zarın bölünmesine neden olacak yeterli mekanik stres oluşana kadar proteinleri zar yüzeyinde bir araya toplar.
Ekip, biyolojik bir hücreden biraz farklı olmasının yanı sıra, araştırmaları boyunca SpudCell’i rafine etti ve bir noktada füzyon proteini üretimini artırmak için hücrenin genetiğini değiştirdi. Bu değişiklikle birlikte hücreler daha hızlı büyüdü ve daha fazla yavru üretti; böylece beş nesilde orijinal varyantı geride bıraktı. Sistemin seçimini ve rekabetini gösteren bir gösteride, ekip besin maddelerini daha kıt hale getirmek için koşulları değiştirdiğinde genetiği değiştirilmiş avantaj daha da arttı.
Hücrenin genetik kodu nispeten basittir. İnsan genomunda yaklaşık üç milyon kilobaz çifti vardır ve tek bir hücrede muhtemelen yaklaşık 113 çift vardır. SpudCell, tek bir kromozom yerine yedi DNA plazmidi üzerinde kodlanmış yalnızca 90 plazmit içerir. Bu kodlama çözümü, araştırmacıların modüler sistemin tek bir parçasına dokunarak hücresel işlevleri daha kolay programlamasına olanak tanıyarak avantajlar sunuyor. Bunun SpudCell’in karmaşıklığını artırmaya devam etmelerini sağlayacağını söylüyorlar.
Sentetik Hücrelerde İlerlemek
Birkaç ortağıyla birlikte Biotic adında bir araştırma ve mühendislik kurumu kuran Adamala, “Bu çalışma sadece bir başlangıç” dedi. Bu kurum, sentetik hücre araştırmalarındaki daha fazla ilerlemeye odaklanacak ve bulgularını açık kaynak tutacak.
Adamala, “Hücrenin temel fonksiyonlarını düzenlemenin mümkün olduğunu gösteriyoruz” diye ekledi. “Bu teknolojinin vaadini tam olarak gerçekleştirmek, onu sağlam ve pratik hale getirmek için ortak uluslararası çabaya ihtiyacımız var.”
“Biotic’in rolü, mühendislik çabalarına odaklanmak ve bunları paylaşılan bir şasiyle uyumlu hale getirmektir. SpudCell bu şasidir ve Biotic’in işbirliği protokollerini belirlemesiyle, bu teknolojiyi ciddi zorluklara uygulamaya başlamak için sabırsızlanıyoruz.”
Biotic’in bir sonraki adımı, SpudCell’in yedi DNA plazmidini tek bir genomda birleştirmek ve daha fazla moleküler mekanizma oluşturmak olacak. Karşılaşmaya hazırlandıkları en büyük zorluklardan biri, birçok laboratuvarın farklı standartlar kullanması nedeniyle standardizasyondur. Bu sektörde gerçek bir büyüme sağlamak için Biotic, tüm alanda geçerli olacak modüler standartlar geliştirmeyi hedefliyor.
SpudCell, hücrelerin tipik olarak zor ve pahalı moleküler dönüşümler gerektiren özellikleri doğal olarak geliştirmesine olanak tanıyarak, üretim için devrim niteliğinde yeni bir temel sağlayabilir ve hatta bu dönüşümlerin sunabileceklerinin ötesinde olasılıklar açabilir. Bu, doğada hiç kullanılmayan amino asitlerin kullanılmasıyla tıpta büyük gelişmelere olanak sağlayabilir.
Kağıt, “Büyüme ve Çoğalma Yeteneğine Sahip, Kimyasal Olarak Tanımlanmış Sentetik Bir Hücre,” ön baskı formunda mevcuttur bioRxiv.
Ryan Whalen The Debrief için bilim ve teknolojiyi ele alıyor. Tarih alanında yüksek lisans derecesine ve Kütüphane ve Bilgi Bilimi alanında yüksek lisans derecesine ve Veri Bilimi sertifikasına sahiptir. Kendisiyle [email protected] adresinden iletişime geçebilir ve onu Twitter’da @mdntwvlf adresinden takip edebilirsiniz.
Source link
