ساخت سلولی مصنوعی که حس دارد
ساخت سلولی مصنوعی که حس دارد
مجله علمی ایلیاد - گروهی از دانشمندان در کالج سلطنتی لندن ریزماشینهایی ساختهاند که حس دارند و به سیگنالهای شیمیایی بیرونی واکنش نشان میدهند. توانایی پاسخ به تغییرات شیمیایی یکی از عملکردهای حیاتی سلولهای زیستی است. بهعنوان مثال سلولها با تولید پروتئینهای خاص به مواد شیمیایی مختلف واکنش نشان داده، تولید انرژی را افزایش میدهند و یا خود را تخریب میکنند.
این مواد شیمیایی همچنین توسط سلولها برای برقراری ارتباط با دیگران و فرستادن سیگنالهایی مانند احساس درد استفاده میشوند. به هر حال در سلولهای طبیعی این پاسخهای شیمیایی میتواند بسیار پیچیده بوده و دارای چندین مرحله باشد. بنابراین مهندسی کردن آنها بسیار سخت است.
«جیمز هیندلی» بهعنوان نویسندهی اول این تحقیق، میگوید: «این سیستمها را میتوان برای استفاده در صنایع بیوتکنولوژی به کار برد. بهعنوان مثال میتوانیم سلولهایی بسازیم که بتوانند نشانگرهای سرطان را شناسایی کنند و دارویی را در بدن تولید کنند تا با آن مقابله کند. حتی میتوانیم سلولهایی بسازیم که فلزات سنگین خطرناک را تشخیص داده و اسفنجهای خاص تولید کنند که بدن را از وجود این عناصر سنگین پاک کند.»
سلولهای مصنوعی تولید شده توسط هیندلی و همکارانش در حقیقت درون خود سلولهای کوچکتری دارند. لبهی سلول از غشاهایی ساخته شده است که تخلخل دارند و به یونهای کلسیم اجازهی ورود میدهند. این یونها باعث فعال شدن آنزیمهایی درون سلول میشوند که در نهایت خاصیت پراکندگی نور تولید میکنند.
هیندلی میگوید: «ما نسخهی کوتاه شدهای از مسیری که به صورت طبیعی وجود دارد را ساختهایم. از سلولهای مصنوعی و عناصر مختلفی از سیستمهای طبیعی استفاده کردهایم و راه کوتاهتر و کارآمدتری برای تولید همان نتایج طبیعی پیدا کردهایم.» این سیستم سادهتر است، زیرا در نظر گرفتن بسیاری از مسائل که در سیستمهای طبیعی وجود دارند در اینجا ضرورتی ندارد. بهعنوان مثال در این سیستم محصولات جانبی سمی تولید نمیشوند.
در این سیستم مصنوعی، تخلخلهای غشایی و آنزیمهای فعال شونده با کلسیم، از سیستمهای زیستی طبیعی برداشته شدهاند. این قدرت استفاده از سلولهای مصنوعی است که میتوانند پاسخهای شیمیایی ایجاد کنند. دانشمندان راحتتر از اینکه بخواهند یک عنصر را به درون یک سیستم زیستی طبیعی وارد کنند، میتوانند عناصر مختلف موجود در طبیعت را با یکدیگر ترکیب کنند.
پروفسور «اسکار کیس» میگوید: «سیستم ما به نحوی است که محققین میتوانند عناصر مختلفی از طبیعت را برای ساختن مسیرهای شیمیایی جدید انتخاب کنند. برپا کردن سیستم ما بسیار ساده است و میتوان به کمک آن به سرعت ترکیبات تازهای از عناصر مختلف را تولید کرد.»
نتایج این یافتهها در Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است.