Ang mga mananaliksik mula sa University of North Carolina sa Chapel Hill ay matagumpay na nakagawa ng mga functional na artipisyal na cell sa laboratoryo na may naka-program na DNA na kumikilos tulad ng mga buhay. Ang Freeman lab ay nag-engineered ng mga cell na may mga functional na cytoskeleton gamit ang isang bagong diskarte na lumalampas sa natural na mga protina.
Ipinakita ni Ronit Freeman at ng kanyang koponan ang kanilang tagumpay sa pagmamanipula ng DNA at mga protina, ang pangunahing mga bloke ng buhay, upang lumikha ng mga artipisyal na selula na halos katulad ng mga matatagpuan sa katawan ng tao. Ayon kay Freeman, ang mga sintetikong selula ay matatag kahit na sa temperatura na 50° C. Nagbubukas ito ng "posibilidad ng paggawa ng mga selula na may pambihirang kakayahan sa mga kapaligirang karaniwang hindi angkop para sa buhay ng tao."
Sa halip na lumikha ng mga materyales na tatagal, Freeman sabi, na ang kanilang mga materyales ay nilikha para sa isang gawain - gumanap ng isang tiyak na function, at pagkatapos ay binago upang magsagawa ng isang bagong function. Ang tagumpay na ito ay may makabuluhang mga prospect para sa pagbuo ng regenerative na gamot, mga paraan ng paghahatid ng gamot at mga diagnostic na teknolohiya. "Salamat sa pagtuklas na ito, maaari naming isipin ang tungkol sa mga engineered na tela o tela na maaaring maging sensitibo sa mga pagbabago sa kapaligiran at kumikilos nang pabago-bago," sabi ni Freeman.
Ang mga cell at tissue ay umaasa sa mga protina upang maisagawa ang iba't ibang mga gawain at bumuo ng mga mahahalagang istruktura. Ang isang tulad na istraktura, ang cytoskeleton, ay nagsisilbing isang balangkas para sa cell, na nagpapahintulot sa ito na gumana ng maayos. Ang cytoskeleton ay kritikal para sa pagpapanatili ng hugis ng cell at pagpapadali ng mga tugon sa kapaligiran. Ang koponan ay nag-engineer ng mga artipisyal na cell na may mga functional na cytoskeleton gamit ang isang nobelang diskarte na lumalampas sa mga natural na protina. Nakagawa sila ng advanced na teknolohiya na tinatawag na programmed peptide DNA technology. Ang pamamaraang ito ay nag-oorganisa ng kooperasyon sa pagitan ng mga peptide, ang pangunahing mga bloke ng gusali ng mga protina, at naprosesong genetic na materyal upang bumuo ng cytoskeleton. Bilang resulta, ang mga engineered cell na ito ay maaaring iakma ang kanilang hugis at tumugon sa mga signal sa kapaligiran, na nagpapakita ng kahanga-hangang potensyal ng sintetikong biology.
"Ang DNA ay hindi karaniwang lumilitaw sa cytoskeleton. Na-reprogram namin ang pagkakasunud-sunod ng DNA upang ito ay gumaganap bilang isang materyal na arkitektura, na nagbubuklod sa mga peptide," sabi ni Freeman. "Kapag ang naka-program na materyal na ito ay inilagay sa isang patak ng tubig, ang mga istruktura ay nagkaroon ng hugis."
Ang hindi pa nagagawang kakayahang magprogram ng DNA ay nagbibigay sa mga siyentipiko ng kakayahang lumikha ng mga cell na iniayon para sa mga partikular na layunin at kahit na i-regulate ang pagtugon ng mga cell na ito sa mga panlabas na stress. Bagama't ang mga sintetikong cell na nilikha sa Freeman Lab ay kulang sa pagiging kumplikado ng mga buhay na selula, nag-aalok ang mga ito ng antas ng predictability at paglaban sa malupit na mga kondisyon tulad ng matinding temperatura.
Sa halip na tumuon sa paglikha ng mga matibay na materyales, binibigyang-diin ng Freeman ang kakayahang umangkop ng mga cell na ito - idinisenyo ang mga ito upang magsagawa ng ilang mga function at pagkatapos ay umangkop sa mga bagong gawain.
Sa pamamagitan ng pagsasama ng iba't ibang peptide o DNA constructs, ang mga materyales na ito ay maaaring iayon sa mga program cell sa mga tissue o tissue. Ang kakayahang umangkop na ito ay nagbubukas ng mga pagkakataon para sa pagsasama sa iba pang mga sintetikong teknolohiya ng cell, na posibleng magbago ng mga larangan tulad ng biotechnology at medisina.
"Ang pananaliksik na ito ay tumutulong sa amin na maunawaan kung ano ang binubuo ng buhay," sabi ni Freeman. "Ang sintetikong teknolohiya ng cell na ito ay magbibigay-daan sa amin hindi lamang upang kopyahin kung ano ang ginagawa ng kalikasan, ngunit din upang lumikha ng mga materyales na higit na mataas sa mga biological."
Basahin din:
Mag-iwan ng Sagot