ایجاد یک آنزیم تازه جهت ممکن کردن "حیات مصنوعی"

عبارات مهم : آزمایش

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، ممکن است دانشمندان به علت نارضایتی از ویرایش ژن های موجود در ارگانیسم های زنده یا ایجاد هوش مصنوعی هوشمندتر، آخر قادر به مهندسی زیستی گونه های مصنوعی منحصر به فردی از ابتدا باشند.

، حیات مصنوعی&quot، ایجاد یک آنزیم تازه جهت ممکن کردن &quot

پژوهشی تازه که در دانشگاه “پرینستون” (Princeton)آمریکا انجام شد، با تایید اینکه پروتئین مصنوعی این گروه، مانند آنزیمی در باکتری زنده عمل کرد، دانشمندان را یک مرحله به آینده نزدیک کرده است.

در سال ۲۰۱۰، دانشمندان یک ارگانیسم مصنوعی را از یک ژنوم تولید شده است به وسیله رایانه در سلولی طبیعی اختراع کردند که می توانست خود را تکثیر کند.

پژوهشگران آمریکایی، با ایجاد یک آنزیم تازه تلاش دارند امکان حیات را در شرایط منحصربه‌فرد فراهم کنند. 

سپس، حدود یک سال پیش، “مؤسسه پژوهشی اسکریپس” (Scripps Institute) در آمریکا، اعلام کرد یک باکتری با دو باز نوکلئوتیدی DNA تازه در ژنوم آن به وجود آورده است و در ماه نوامبر، همین گروه گزارش داد که اختراع آنها، پروتئینی با یک نام تجاری تازه تولید کرده است.

در طول سال ها، گروه دانشگاه پرینستون، پروتئین های مصنوعی جهت ” اشریشیا کلی” (E. coli) –یک گونه باکتری راحت که به طور متداول به عنوان خوابیدن جهت سنجش این نوع آزمایش ها استفاده می شود- اختراع کرده است.

پژوهشگران جهت آزمایش ابداعات شان، ژن های خاصی را از بین بردن کردند که منجر به ایجاد باکتری هایی می شوند که قادر به تولید آنزیم “فس” (Fes) که سلول ها از آن جهت دریافت آهن استفاده می کنند، نیستند.

، حیات مصنوعی&quot، ایجاد یک آنزیم تازه جهت ممکن کردن &quot

این باکتری بدون مواد معدنی حیاتی، قادر به زنده ماندن نیست ولی این گروه، پروتئین هایی که می توانند این عملکرد را جایگزین کنند، رها یا این باکتری را احیا می کنند.

در این پژوهش جدید، پژوهشگران فقط متوجه چگونگی عملکرد این پروتئین های تازه شدند. آنها فهمیدند که دو نوع از این پروتئین ها، با جبران آنزیم های از دست رفته و زیاد کردن تولید دیگر فرآیندها در سلول، باکتری “اشریشیا کلی” را حفظ می کنند ولی نوع دیگری از این پروتئین ها، این مسئله را به شکل مستقیم تری حل می کنند.

پژوهشگران آمریکایی، با ایجاد یک آنزیم تازه تلاش دارند امکان حیات را در شرایط منحصربه‌فرد فراهم کنند. 

“آن دانلی” (Ann Donnelly)، نویسنده ارشد این پژوهش می گوید: این پروتئین مصنوعی موسوم به ” Syn-F4″ در واقع، یک آنزیم هست. لحظه کشف این حقیقت، لحظه ای باورنکردنی جهت من بود تا حدی که نمی خواستم پیش از تکرار چندین باره آن، حرفی در موردش بزنم.

دانلی در ابتدا متوجه شد که این سلول ها به طور ناگهانی قادر به دریافت آهن شده است اند که این عنوان به آنزیم بودن Syn-F4 اشاره داشت. بعد از چندین بار تکرار این آزمایش، دانلی توجه محقق ارشد آزمایشگاه یعنی “میشل هکت” (Michael Hecht) را به سوی آن برانگیخت.

، حیات مصنوعی&quot، ایجاد یک آنزیم تازه جهت ممکن کردن &quot

هکت می گوید: زیست شناسی، سیستم تصویر العمل ها و کاتالیز های بیوشیمیایی هست. هر مرحله، آنزیمی دارد که آن را کاتالیز می کند چون در غیراینصورت، این تصویر العمل ها به قدر کافی جهت وجود حیات، سریع نخواهند بود.

یک آنزیم، پروتئینی است که یک کاتالیزور هست. این نوع عالی ترین کاتالیزورها در دنیا هستند چون تکامل، میلیاردها سال است که آنها را گزینش کرده هست. آنزیم ها می توانند سرعت بسیاری از تصویر العمل ها را زیاد کردن دهند.

با اینکه پژوهشگران هنوز در مرحله آزمایش به سر می برند، یک آنزیم مصنوعی عملکردی، مرحله ای مهم به سوی گسترش حقیقی زیست شناسی حقیقتا مصنوعی است.

این گونه های حیات نه تنها جهت گسترش سودمند غذا، سوخت یا دارو طراحی می شوند، بلکه می توانند به ما کمک کنند بفهمیم چگونه حیات می تواند در شرایط دیگر از جمله در سیارات دیگر هم به وجود آید.

هکت ادامه می دهد: ما در حال شروع کدگذاری ژنوم مصنوعی هستیم. ما ۰٫۱ درصد از ژنوم اشریشیا کلی را حفظ کرده ایم.

در حال حاضر، این ژنوم، یک اشریشیا کلی عجیب با بعضی ژن های مصنوعی است که به آن اجازه رشد می دهد. فرض کنید که ۱۰ یا ۲۰ درصد را جایگزین می کنید. پس، این تنها یک اشریشیا کلی عجیب با بعضی ژن های مصنوعی نیست بلکه یک ارگانیسم تازه است.

این پژوهش، در مجله ” Nature Chemical Biology” به چاپ رسید.

واژه های کلیدی: آزمایش | باکتری | پروتئین | هوش مصنوعی | آزمایشگاه | اخبار پزشکی