Pohang Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Zülal bağlayan qeyri-genetik DNT-nin hüceyrədaxili istehsalının və onun zülal aktivliyinin idarə olunmasında tətbiqinin sxematik təsviri. Müəllif: POSTECH.

Milyardlarla illik genetik plan rolundan uzaqlaşan DNT, hüceyrələr daxilində aktiv sahə agenti kimi yeni bir səyahətə çıxır. POSTECH-in (Pohanq Elm və Texnologiya Universiteti) Həyat Elmləri Bölməsindən professor Jongmin Kim və doktorluq namizədi Geonhu Linin rəhbərlik etdiyi bir qrupun bu tədqiqatı Nature Chemistry jurnalında dərc edilib .

Hüceyrə kiçik, yorulmadan işləyən bir fabrik kimidir. Bu fabrikin içərisində zülallar və RNT sahə işçi qüvvəsi kimi çıxış edir, lazım olduqda istehsal olunur və rolları yerinə yetirildikdən sonra parçalanır. Bunun əksinə olaraq, DNT bütün bu proqramlaşdırılmış fəaliyyətləri idarə edən plan rolunu oynayır. Buna görə də, bu planı fabrikdə təhlükəsiz şəkildə saxlamaq vacibdir və o, təsadüfən itirilməməli və ya dəyişdirilməməlidir.

DNT bəzən genetik material kimi deyil, bir vasitə kimi istifadə edilə bilsə də – məsələn, koronavirus infeksiyalarını yoxlamaq üçün PCR testlərində – DNT-nin bu manipulyasiyaları adətən yalnız hüceyrə xaricində işləyir. Canlı bir hüceyrənin içərisində olduqda, DNT yenidən plan kimi orijinal rolunu oynamaq üçün məhdudlaşdırılır.

Tədqiqat qrupu, DNT-nin daha geniş kontekstdə istifadəsini məhdudlaşdıran bu xüsusiyyəti həll etməyi hədəfləyib. Onların hüceyrə daxilində sərbəst istifadə üçün DNT-ni lisenziyalaşdırmaq sahəsindəki yenilikləri Retron adlı unikal bakterial DNT sintez sisteminin yenidən təyin edilməsi ilə əldə edilib.

Adətən, DNT hüceyrə daxilində mövcud DNT şablonlarını birbaşa kopyalamaqla çoxalır. Lakin, retron sistemi RNT adlı ara genetik materialı oxuyaraq yeni DNT sintez etmək üçün tərs transkripsiyadan istifadə edir.

Daha da əhəmiyyətlisi, bu şəkildə yaradılan retron DNT-si hüceyrədəki digər genom DNT-lərindən diqqətəlayiq sabitlik və müstəqillik göstərə bilər. Əslində, hüceyrənin planı artıq kabinetdə qalmaq əvəzinə fabrikdə gəzib təməl işləri görə bilər.

Retron sistemlərinin hüceyrə alətlərinə çevrilməsi

Retron sistemini diqqətlə mühəndislik etməklə , tədqiqat qrupu hüceyrə daxilində proqramlaşdırıla bilən funksiyalara malik DNT fraqmentlərini birbaşa yaratmağa müvəffəq oldu. Bu DNT fraqmentləri müəyyən zülallara bağlanır və hüceyrənin genetik məlumatlarını pozmadan hüceyrə davranışını modulyasiya edir.

Bu texnologiyaya əsaslanaraq, tədqiqat qrupu üç sintetik bioloji tətbiq nümayiş etdirdi:

• DNT-dən zülalları cəlb etmək üçün yem kimi istifadə etməklə spesifik gen ifadəsini tənzimləmək
• Xüsusi siqnalları aşkarlayaraq hüceyrə daxilində zülalların lokalizasiyasını və funksionallığını dərhal idarə edir
• Giriş siqnallarına qısa müddətli məruz qalma üçün molekulyar hadisələri yarı-daimi qeyd edir

İndi DNT əmrləri yerinə yetirə, yerini dəyişə və keçici siqnallar üçün molekulyar hadisələrin qeyd edilməsi kimi hərəkətləri yerinə yetirə bilən bir sahə agentinə çevrilib.

Tibb və ətraf mühit sahəsində potensial

Bu yeni platforma texnologiyası ən müasir DNT əsaslı dövrə dizaynlarından kənara çıxan geniş təsirlərə malikdir. Xərçəng və ya iltihab kimi keçici xəstəlik markerlərini real vaxt rejimində tutmaq və qeyd etmək qabiliyyəti terapevtik rejim üçün muxtar nəzarət və geribildirim tənzimləməsi ilə ağıllı bioterapevtik vasitələrin hazırlanması üçün çərçivə təmin edir.

Mühəndisləşdirilmiş canlı biosensorlar ətraf mühitdəki mikroplastiklər və ya ağır metallar kimi çirkləndiriciləri aşkar etmək üçün də yerləşdirilə bilər.

Tədqiqata rəhbərlik edən aspirant Li bu sahəyə verdiyi töhfəni vurğulayaraq bildirib: “Biz DNT-ni genetik material rolundan azad edən tamamilə yeni bir dizayn sahəsi açmaq üçün lazımi çərçivəni təmin etdik”.

Professor Kim əlavə etdi: “Artıq tibb, ətraf mühit və enerji də daxil olmaqla bir çox tətbiq sahələrində inqilab etmək üçün potensial olaraq istifadə edilə bilən təməl texnologiyaya çıxışımız var.”