محققان ژاپنی موفق شدند در نوعی ساختار شبه سلولی، یک نسخه دست ساز DNA به منظور همانندسازی تولید کنند.
به گزارش جی پلاس ، تکثیر DNA یکی از عملکردهای ضروری یک سلول زنده محسوب می شود که امکان تقسیم سلولی، تکثیر و انتقال اطلاعات ژنتیکی به زاده های یک سلول را فراهم می کند و شبیه‌سازی این عملکرد یک گام ضروری در تولید سلول مصنوعی محسوب می‌شود.
هم اکنون محققان موفق شده‌اند در نوعی ساختار شبه سلولی، یک نسخه دست ساز DNA به منظور همانندسازی تولید کنند.
مکانیسم های فرودست همانندسازی DNA شامل سه مرحله مهم است؛ ابتدا DNA به نوعی RNA (mRNA) رونویسی شده و سپس به پروتئین‌ها ترجمه می‌شود. این پروتئین‌ها بار بسیاری از اعمال حیاتی سلول را بر عهده دارند به طوری که برخی از آن‌ها در تکثیر DNA ایفای نقش می‌کنند و در نهایت سبب می‌شوند هر سلول دختری یک کپی از ماده ژنتیکی سلول مادری را دارا باشد.
محققان ژاپنی از طریق استخراج ترکیبات سلولی E.coli و سانتریفیوژ آن‌ها توانستند یک سیستم کوچک منفرد برای سنتز mRNA و پروتئین شبیه سازی کنند. گروهی دیگر از محققان برآن شدند تا با تکمیل این چرخه با فرایند همانندسازی DNA، جریان کامل اطلاعات ژنتیکی در یک ساختار شبه سلولی به نام لیپوزوم را بازسازی کنن.
این دانشمندان طبق تحقیقاتی در سال ۲۰۱۸، به این نتیجه رسیدند که ماشین همانندسازی ویروس ɸ۲۹ به سبب ژنوم کوچک و تعداد محدود پروتئین های آن‌ها (این ویروس برای همانندسازی DNA تنها نیازمند ۴ پروتئین است) و کارآمدی بالای این ویروس در کدکردن این پروتئین ها گزینه مناسبی برای این کار به نظر می رسد.
دانشمندان تلاش کردند تا ژن‌های کدکننده پروتئین های مربوط به همانندسازی DNA در این ویروس را با کدهای ژنتیکی لازم برای انجام فرایند رونویسی و ترجمه در یک مدل ترکیبی ادغام کنند.
آن‌ها موفق به ساخت یک نسخه DNA منحصر به فرد شدند که دربرگیرنده اطلاعات ژنتیکی مربوط به جایگاه مناسب برای اتصال ریبوزوم و فاکتورهای ضروری برای تولید پروتئین ها بود.
هدفی که امروزه محققان به دنبال آن هستند این است که واحد تنظیم کننده انتقال اطلاعات ژنتیکی را با عملکردهای سلولی ضروری همچون رشد و تقسیم ترکیب کنند.
سال گذشته این گروه از محققان راهی برای سنتز فسفولیپیدهائی که این لیپوزوم ها را می ساخت یافتند که در این پروژه از آن استفاده شد. اما این فسفولیپیدها کوچکتر از آن بودند که توانایی ادامه رشد داشته باشند. تحقیقات در زمینه بهینه سازی رشد این فسفولیپیدها همچنان ادامه دارد.
در سلول های پیشرفته پروتئین های اختصاصی به سلول مادری فشار می آورند تا آن را به دو سلول دختری تبدیل کنند. محققان معتقدند فرایند ساده جوانه زدن نیز می تواند سبب چنین تقسیمی شود. از این رو آن‌ها لیپوزوم هائی را ایجاد کردند که پس از فرایند رشد، شروع به جوانه زدن می کنند.
آنان معتقدند اگر DNA به اندازه کافی تولید شود امید است که سلول های دختری اولیه به اندازه ای ژنوم جدید را داشته باشند که بتوانند جمعیت سلولی زنده ای را ایجاد کنند.
طبق یافته های ذکرشده در این تحقیق، محققان توانستند یک سلول مصنوعی با توانایی رشد، تقسیم و ادامه حیات ایجاد کنند و گام مهمی در جهت کشف عملکرد ذاتی یک سلول بردارند. تحقیقات تکمیلی در این زمینه می تواند منجر به پیشرفت های شگرفی در حوزه بیوتکنولوژی، سلامت و انرژی شود.
