کشف راهی برای پیش بینی طرح های مفید ژنتیکی - مجله اندیشه

به گزارش خبرنگاران از ایسنا، استفاده از سلول های زنده به عنوان یک روش درمانی، روشی است که برای بهبود بیماری هایی که قبلا غیر قابل درمان بودند، استفاده می گردد. این کار با استفاده از رویکردهای زیست شناسی مصنوعی انجام می گردد که رشته ای است که ابزارها و مفاهیم زیست شناسی و مهندسی را با هم ادغام می نماید.

اکنون کشف جدید محققان دانشگاه نورث وسترن با همکاری ندا باقری محقق ایرانی دانشگاه واشنگتن می تواند به مهندسان زیستی یاری کند تا با استفاده از زیست شناسی مصنوعی، برنامه های ژنتیکی ایجاد نمایند.

محققان به رهبری جاشوا لئونارد با همکاری محقق ایرانی ندا باقری از دانشگاه واشنگتن فرآیندی مبتنی بر طراحی را توسعه داده اند که با استفاده از قطعات مختلف اصطلاحا جعبه ابزار، مدارهای ژنتیکی پیچیده ای را فراوری می نماید که برای مهندسی سلولی استفاده می شوند.

این مطالعه که در مجله ساینس ادونسز (Science Advances) منتشر شده است، با طراحی دهها مدار ژنتیکی و آزمایش آنها اجرا شده است. این فناوری جدید از مدل سازی محاسباتی برای شناسایی بهتر طرح های مفید ژنتیکی استفاده می نماید و هنگامی که قبل از ساخت، در آزمایشگاه آزمایش می شوند، محققان را به سمت طراحی هایی سوق می دهد که فرصت های بهتری را ارائه می دهند.

این مسئله از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا تهیه برنامه های ژنتیکی در صورتی که آزمون و خطا تنها ابزار در دسترس باشد، تهیه این برنامه ها را تبدیل به کاری سخت و زمان بر می نماید.

لئونارد می گوید: برای مهندسی یک سلول، ابتدا یک عملکرد بیولوژیکی مورد نظر را در قطعه ای از DNA رمزگذاری می کنیم و سپس برنامه DNA به سلول انسان تحویل داده می گردد تا عملکرد مطلوب آن را مانند فعال کردن یک ژن تنها در پاسخ به بعضی از سیگنال ها در محیط سلول راهنمایی کند.

دانشمندان از یک جعبه ابزار قطعات ژنتیکی ساخته شده در آزمایشگاه لئونارد استفاده کردند. در نهایت مشاهده شد که طیف گسترده ای از برنامه های ژنتیکی که هر یک عملکردی را در سلول انسانی انجام می دهند، می تواند به گونه ای ساخته گردد که هر برنامه مطابق پیش بینی کار کند. علاوه بر این، این طراحی ها در اولین بار کاملاً کارایی داشتند.

لئونارد شرح داد: طبق تجربه من، هیچ کاری در این علم به این ترتیب عمل نمی نماید. هیچ کاری با اولین امتحان جواب نمی دهد. ما قبل از اینکه هر طرح جدید ژنتیکی به دلخواه کار کند، معمولاً زمان زیادی را برای برطرف اشکال و اصلاح هر طرح جدید ژنتیکی صرف می کنیم. اما حالا دیگر با آزمون و خطای زمان بر محدود نیستیم. در عوض می توانیم وقت خود را صرف ارزیابی ایده هایی کنیم که می توانند مفید باشند.

محققان اظهار داشتند که مدارهای ژنتیکی آنها که در این مطالعه توسعه یافته و پیاده سازی شده نسبت به نمونه های قبلی پیچیده تر هستند و سلول های مهندسی را برای انجام عملکردهای پیچیده تر و درمان های ایمن تر و موثرتر مجاب می نمایند.

لئونارد می گوید: با این قابلیت جدید، ما گام بلندی در جهت مهندسی واقعی زیستی برداشته ایم.