Истражувачите од Универзитетот во Северна Каролина во Чапел Хил успешно конструирале функционални вештачки клетки во лабораторија со програмирана ДНК кои се однесуваат како живи. Лабораторијата на Фримен има конструирано клетки со функционални цитоскелети користејќи нов пристап кој ги заобиколува природните протеини.
Ронит Фримен и нејзиниот тим го покажаа својот успех во манипулирањето со ДНК и протеините, основните градежни блокови на животот, за да создадат вештачки клетки кои многу наликуваат на оние кои се наоѓаат во човечкото тело. Според Фримен, синтетичките ќелии биле стабилни дури и на температура од 50 ° C. Ова ја отвора „можноста за производство на клетки со извонредни способности во средини кои вообичаено се несоодветни за човечки живот“.
Наместо да создава материјали кои ќе траат, Фримен вели, дека нивните материјали се создадени за задача - извршуваат одредена функција, а потоа се модифицираат за да извршат нова функција. Ова достигнување има значителни изгледи за развој на регенеративната медицина, методите за испорака на лекови и дијагностички технологии. „Благодарение на ова откритие, можеме да размислуваме за инженерски ткаенини или ткаенини кои можат да бидат чувствителни на промени во околината и да се однесуваат динамично“, вели Фримен.
Клетките и ткивата се потпираат на протеини за извршување на различни задачи и градење на витални структури. Една таква структура, цитоскелетот, служи како рамка за клетката, овозможувајќи и да функционира правилно. Цитоскелетот е критичен за одржување на формата на клетките и олеснување на одговорите на околината. Тимот конструирал вештачки клетки со функционални цитоскелети користејќи нов пристап кој ги заобиколува природните протеини. Тие развија напредна технологија наречена технологија на програмирана пептидна ДНК. Овој метод организира соработка помеѓу пептидите, основните градежни блокови на протеините и обработениот генетски материјал за да се изгради цитоскелетот. Како резултат на тоа, овие инженерски клетки можат да ја прилагодат својата форма и да реагираат на сигналите од околината, демонстрирајќи го извонредниот потенцијал на синтетичката биологија.
„ДНК нормално не се појавува во цитоскелетот. Ја репрограмиравме секвенцата на ДНК, така што таа делува како архитектонски материјал, поврзувајќи ги пептидите заедно“, рече Фримен. „Откако овој програмиран материјал беше ставен во капка вода, структурите се обликуваа.
Оваа невидена способност за програмирање на ДНК им дава на научниците способност да создаваат клетки прилагодени за специфични цели, па дури и да го регулираат одговорот на овие клетки на надворешни стресови. Иако синтетичките клетки создадени во лабораторијата Фримен немаат сложеност на живите клетки, тие нудат ниво на предвидливост и отпорност на сурови услови како што се екстремни температури.
Наместо да се фокусира на создавање издржливи материјали, Фримен ја нагласува приспособливоста на овие ќелии - тие се дизајнирани да извршуваат одредени функции и потоа да се прилагодуваат на новите задачи.
Со инкорпорирање на различни пептидни или ДНК конструкции, овие материјали може да се приспособат да ги програмираат клетките во ткивата или ткивата. Таквата разновидност отвора можности за интеграција со други технологии на синтетички клетки, потенцијално револуционизирајќи ги областите како што се биотехнологијата и медицината.
„Ова истражување ни помага да разбереме од што е создаден животот“, вели Фримен. „Оваа технологија на синтетички клетки ќе ни овозможи не само да го реплицираме она што го прави природата, туку и да создадеме материјали кои се супериорни во однос на биолошките.
Прочитајте исто така: