دانشمندان DNA مصنوعی تولید کردند

به گزارش گروه رسانه‌های دیگر خبرگزاری آنا، تکثیر DNA یکی از عملکردهای ضروری یک سلول زنده محسوب می‌‌شود که امکان تقسیم سلولی، تکثیر و انتقال اطلاعات ژنتیکی به زاده‌های یک سلول را فراهم می­‌کند و شبیه‌سازی این عملکرد یک گام ضروری در تولید سلول مصنوعی محسوب می‌شود.

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

مکانیسم‌های 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 شبیه‌سازی کنند. گروهی دیگر از محققان برآن شدند تا با تکمیل این چرخه با فرایند همانندسازی DNA، جریان کامل اطلاعات ژنتیکی در یک ساختار شبه‌سلولی به نام لیپوزوم را بازسازی کنند.

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

دانشمندان تلاش کردند تا ژن‌های کدکننده پروتئین‌های 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 پروتئین‌ها 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 لیپوزوم‌ها را می­‌ساخت 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 بهینه‌سازی رشد این فسفولیپیدها همچنان ادامه دارد.

در سلول‌های پیشرفته پروتئین‌های اختصاصی به سلول مادری فشار می‌‌آورند تا آن را به دو سلول دختری تبدیل کنند. محققان معتقدند فرایند ساده جوانه زدن نیز می­‌تواند سبب چنین تقسیمی شود. از این رو آنها لیپوزوم‌هائی را ایجاد کردند که پس از فرایند رشد، شروع به جوانه زدن می‌‌کنند.

آنها معتقدند اگر DNA به اندازه کافی تولید شود امید است که سلول‌های دختری اولیه به اندازه‌‌ای ژنوم جدید را داشته باشند که بتوانند جمعیت سلولی زنده‌‌ای را ایجاد کنند.

طبق یافته‌های ذکر شده 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 می‌تواند منجر به پیشرفت‌های شگرفی در حوزه بیوتکنولوژی، سلامت و انرژی شود.

منبع: مهر