Bilim İnsanları Canlı Sentetik Hücreler Yaratıyor. Bristol Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, enerji üretimi ve gen ifadesi de dahil olmak üzere canlı bir hücrenin birkaç temel işlevini yerine getiren bir sistem geliştirerek sentetik biyoloji alanında ileriye doğru büyük bir adım attılar.
Tasarlanmış hücreleri, yaşamlarının ilk 48 saatinde küresel bir şekilden daha doğal bir amip benzeri şekle dönüşmüştür; bu, protositoskeletal filamentlerin uzun bir zaman ölçeğinde çalıştığını (veya araştırmacıların dediği gibi yapısal olarak dinamik olduğunu) gösterir.
Canlı olarak kabul edebileceğimize yakın bir şey yaratmak çok zor bir iştir, en basit organizmaların bile büyüme ve üreme için akıllara durgunluk verecek derecede karmaşık mekanizmalar içeren sayısız biyokimyasal işleme dayanması gerçeğinden dolayıdır.
Bilim insanları daha önce, gen ekspresyonu, enzim katalizi veya ribozim aktivitesi gibi tek bir işlevi yerine getirmek için yapay hücreler elde etmeye odaklanmıştı.
Bilim insanları, yaşamı daha yakından taklit edebilen yapay hücreleri bireysel olarak yaratmanın ve programlamanın sırrını çözerse, üretimden ilaca kadar her şeyde sayısız olasılık açabilir.
Bazıları hücrelerin kendilerini yeniden tasarlamaya odaklanırken, diğerleri mevcut hücreleri daha sonra nispeten yeni bir şeye yeniden tasarlanabilecek parçalara ayırmanın yollarını arıyor.
Bu aşağıdan yukarıya biyomühendislik başarısını gerçekleştirmek için araştırmacılar iki bakteri kolonisi olan, Escherichia coli ve Pseudomonas aeruginosa kullandılar.
Bu iki bakteri, viskoz bir sıvı içinde boş mikro damlacıklarla karıştırıldı. Bir popülasyon damlacıkların içinde, diğeri ise damlacıkların yüzeyinde yakalandı.
Bilim insanları daha sonra kolonileri lizozim (bir enzim) ve melittin (arı zehirinden türetilen bir polipeptid) içine daldırarak bakterilerin zarlarını keserek açtılar.
Bilim isanları daha sonra hücrelerin, enerji depolama molekülü ATP’nin glikoliz yoluyla üretimi ve ayrıca genlerin transkripsiyon ve translasyonu gibi karmaşık işleme yeteneğine sahip olduğunu gösterdi.
Araştırmanın ilk yazarı kimyager Can Xu, canlı materyalin bir araya getirilmesine yönelik yaklaşımımız, aşağıdan yukarıya simbiyotik canlı/sentetik hücre yapıları oluşturmayı mümkün kılıyor, diyor.
Örneğin, mühendislik ürünü bakteriler, sentetik biyolojinin tanı ve tedavi alanlarında ve ayrıca genel olarak biyo-üretim ve biyoteknolojide geliştirme için karmaşık modüller üretmek için kullanılabilir.
Gelecekte, bu tür sentetik hücre teknolojisi, biyoyakıt ve gıda endüstrileri için etanol üretimini geliştirmek için kullanılabilir.
Gelişmiş temel biyoloji modellerine dayalı bilgilerle birleştiğinde, bazı yapıları tamamen yeni sistemler geliştirmek için tamamen yeniden tasarlarken bazı yapıları karıştırıp eşleştirmek mümkün olacaktır.
Yapay hücreler, sülfat indirgeyen bakterilerin yaptığı gibi, fotosentez veya kimyasallardan enerji üretmek için programlanabilir.
Araştırmacılar, metodolojinin yüksek düzeyde programlanabilirliğe yanıt vermesini beklediğimizi söylüyor.
Bu makale Nature‘da yayınlandı.
