Дар соҳаи биологияи синтетикӣ, муҳаққиқон пайваста роҳҳои инноватсионии тарҳрезии схемаҳои биологиро меҷӯянд, ки метавонанд функсияҳои ҳуҷайраро идора кунанд. Профессор Хирохиде Сайто ва дастаи ӯ дар Донишгоҳи Киото бо истифода аз қудрати антителоҳои ягона барои сохтани микросхемаҳои биологӣ бо чандирӣ ва потенсиали бесобиқа дар ин самт ба дастовардҳои назаррас ноил шуданд.
Ҳуҷайраҳо бо механизмҳои мураккаби танзимкунанда муҷаҳҳаз шудаанд, ки ба онҳо имкон медиҳанд, ки тағиротро дар муҳити худ ҳис кунанд ва мувофиқи он вокуниш нишон диҳанд. Ин механизмҳо равандҳоеро дар бар мегиранд, аз қабили транскрипсия (табдилдиҳии ДНК ба РНК) ва тарҷума (РНК ба сафедаҳо), инчунин тағироти пас аз трансляциявӣ. Дар табиат, ҳуҷайраҳо ин механизмҳоро барои тағир додани функсияҳои худ дар асоси мавҷудияти маводи ғизоӣ, тағироти метаболикӣ ва аксуламали иммунӣ ба организмҳои ҳамлакунанда истифода мебаранд.
Аз табиат илҳом гирифта, гурӯҳ бо роҳбарии профессор Сайто антитело, сафедаҳои хеле гуногунҷабҳаро истифода бурд, ки метавонанд ба доираи васеи ҳадафҳо пайваст шаванд, то молекулаҳои мушаххасро дар дохили ҳуҷайраҳо муайян кунанд. Антиденоҳо як минтақаи тағирёбанда доранд, ки аз занҷири вазнин ва сабук ташаккул ёфтаанд, ки бо молекулаҳои мавриди ҳадаф ҳангоми мавҷуд будани онҳо дар дохили ҳуҷайраҳо ҳамкорӣ мекунанд. Бо пайваст кардани ин минтақаҳои тағирёбанда ба полимеразаи тақсимшудаи T7 RNA (RNAP), муҳаққиқон тавонистанд экспрессияи генро ба вуҷуд оранд ва функсияҳои ҳуҷайраро дар посух ба ҳузури молекулаҳои мушаххас назорат кунанд.
Даста гуногунҷанбаи системаи худро, ки бо номи RNAP вобаста ба ҳадаф (TdRNAP) маълум аст, тавассути ошкор кардани молекулаҳои гуногуни ҳадаф, аз ҷумла антигенҳо, пептидҳо, пайдарпаии РНК ва молекулаҳои хурд нишон дод. Бо фармоиш додани пайдарпаии минтақаҳои тағирёбанда, онҳо тавонистанд байни молекулаҳои гуногуни ҳадаф барои ошкор гузаред. Гузашта аз ин, бо омезиши вариантҳои гуногуни RNAP, онҳо бомуваффақият схемаҳои биологии бисёрқабатаро барои тақвияти сигнал ва интиқоли сигнали ортогоналӣ сохтанд.
Ғайр аз муайян кардани молекулаҳои мақсаднок, муҳаққиқон потенсиали системаи TdRNAP-ро барои таҳрири геномҳои мушаххаси ҳуҷайра нишон доданд. Онҳо системаро барои ба вуҷуд овардани ифодаи РНК-и роҳнамо (gRNA) истифода бурданд, ки баъдан боиси несткунии CRISPR/Cas9-и трансген дар хати ҳуҷайраҳои таҷрибавӣ гардид.
Рушди системаи TdRNAP дар соҳаҳои биоинженерӣ ва тибби барқарорсозӣ имкониятҳои ҷолибро мекушояд. Он ба муҳаққиқон асбоби пурқувватеро барои сохтани био-схемаҳо медиҳад, ки метавонанд молекулаҳои гуногуни дохили ҳуҷайраро ошкор кунанд ва функсияҳои ҳуҷайраҳоро дақиқ назорат кунанд. Ин пешрафт барои баланд бардоштани самаранокӣ ва бехатарии табобати ген ва ҳуҷайраҳои оянда ваъда медиҳад.
Манбаъ: phys.org