دانشمندان میگویند نخستین سلول مصنوعی جهان را با چرخهای کامل از حیات توسعه دادهاند؛ سلولی که بهطور کامل از اجزای شیمیایی غیرزنده ساخته شده و این کشف بزرگ میتواند راه را برای خلق موجودات زنده از صفر هموار کند.
نتیجه این پروژه که «اسپادسل»(SpudCell) نام دارد، میتواند مانند یک سلول زیستی تغذیه کند، رشد کند و تکثیر شود. این پروژه حاصل کار استادان دانشیار [به نامهای] «کیت آدامالا» و «آرون انگلهارت» و تیمهایشان در دانشکده علوم زیستی دانشگاه مینهسوتا است.
پروفسور آدامالا گفت: «این احتمالا هیجانانگیزترین پروژهای است که تاکنون روی آن کار کردهام.»
«ما در شیمی چیزی را بازآفرینی کردیم که پیشتر فقط در زیستشناسی ممکن بود: مجموعه کامل رفتارهای یک سلول.»
«این نشان میدهد که بنیادیترین کارکردهای حیات مانند رشد و تکثیر، به جرقهای اسرارآمیز و جادویی نیاز ندارند.»
اسپادسل میتواند چرخه حیات یک سلول زیستی را بازتولید کند. چرخهای که شامل انتخاب، همانندسازی ژنوم، رشد، تغذیه و تقسیمِ کدگذاریشده ژنتیکی است.
در حالی که سلولهای طبیعی با استفاده از داربستی داخلی موسوم به اسکلت سلولی تقسیم میشوند، یعنی ساختاری که در پژوهشهای مربوط به سلولهای مصنوعی یکی از موانع و چالشهای اصلی به شمار میرود، دانشمندان گفتند اسپادسل با استفاده از پروتئینهایی که روی سطح غشا متراکم میشوند، نیاز به اسکلت سلولی را دور میزند. تا جایی که تنش مکانیکی باعث تقسیم شدن آن میشود.
پژوهشگران تغییری ژنتیکی ایجاد کردند که تولید «پروتئین پیوندی» را افزایش داد و در نتیجه، سلولهایی پدید آمدند که سریعتر رشد میکردند و نسل بیشتری تولید میکردند.
[توضیح: پروتئین همجوشی (Fusion Protein) یا پروتئین پیوندی نوعی پروتئین آزمایشگاهی است که از ادغام دو یا چند ژن مختلف از طریق فناوری دیانای نوترکیب ساخته میشود. این پروتئینها معمولا برای اهدافی از جمله تولید داروهای دیابت، افزایش پایداری داروها و ردیابی سلولها در مهندسی ژنتیک کاربرد دارند]
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
ساختار مدولار اسپادسل به تیم تحقیقاتی امکان میدهد کارکردهای مختلف سلول را بهطور مستقل، «برنامهریزی» کنند.
[توضیح: ساختار مدولار یا ماژولار، رویکردی است که در آن یک سیستم پیچیده به بخشها یا واحدهای کوچکتر و مستقل (ماژول) تقسیم میشود. این قطعات، قابلیت جدا شدن، جابجایی و ترکیب مجدد دارند و بهطور گسترده در صنایع مختلف نظیر معماری، نرمافزار و حتی خودروسازی به کار گرفته میشوند]
آنها گفتند با ادامه توسعه این فناوری، اسپادسل و نسلهای بعدی آن قادر خواهند بود کارکردها و رفتارهایی بهطور فزاینده پیچیدهتر از خود نشان دهند.
پروفسور آدامالا افزود: «این پژوهش تازه آغاز راه است.»
«ما نشان میدهیم که مهندسی کارکردهای پایهای سلول امکانپذیر است. برای آنکه ظرفیت کامل این فناوری محقق شود، یعنی به فناوری پایدار و کاربردی تبدیل شود، به تلاش مشترک بینالمللی نیاز داریم.»
«نقش بیوتیک (Biotic) متمرکز کردن تلاشهای مهندسی و سازگار کردن آنها با یک شاسی [و اسکلتبندی] مشترک است. اسپادسل همان شاسی است و با تعیین پروتکلهای همکاری از سوی بیوتیک، مشتاقیم استفاده از این فناوری را برای مقابله با چالشهای جدی آغاز کنیم.»
هنوز کار زیادی باقی مانده است تا ساخت اسپادسلهای منفرد به یک فرایند مهندسیِ واقعی تبدیل شود.
هفت پلاسمید دیانای این سلول (مولکولها) باید در یک ژنوم واحد و پایدارتر ادغام شوند و سازوکارهای مولکولی بیشتری نیز باید ساخته شوند.
پروفسور آدامالا و همکارانش بر این باورند که چالشی زیرساختی نیز [برای این کار] وجود دارد، زیرا آزمایشگاههای مختلف برای [تعریف] سلول دارای عملکرد استانداردهای مشترکی ندارند.
او گفت: «گسترش این کار بهطرزی استثنایی دشوار بود. انتقال دانش در این حوزه بسیار سخت است، بنابراین همکارانی در این پروژه با پرواز به اینجا آمدند تا فقط برای نشان دادن عملی حضوری برخی تکنیکهای مشخص بیایند تا آن تکنیکها کار کنند و قابلاجرا باشند.»
«این [ابداع] مقیاسپذیر نیست. هر شاخه مهندسی به ماژولار بودن نیاز دارد. در مورد ما، باور داریم این ماژولها باید به صورت باز ساخته شوند، زیرا زیرساختی پایه که به صورت خصوصی ساخته شود، انحصار را فقط در اختیار یک [شرکت سازنده] قرار میدهد»
بیشتر محصولات شیمیایی تولیدشده مانند داروها، مواد و مواد شیمیایی صنعتی، برای دگرگونیهای مولکولی، نیازمند بهرهگیری از سلولهای طبیعی یا استفاده از فرایندهای سخت و سنگین شیمی صنعتی با هزینههای بالای انرژیاند.
اما دانشمندان مدعیاند سلولهایی که از پایه ساخته میشوند، میتوانند آن دسته از دگرگونیهای مولکولی راد که شیمی صنعتی از اجرای آنها ناتوان است، انجام دهند.
© The Independent
