معلومات

بروتين اصطناعي مذهل يفتح إمكانات العلاج بالخلايا الذكية

بروتين اصطناعي مذهل يفتح إمكانات العلاج بالخلايا الذكية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في تطور ملحوظ للطب ، صمم العلماء بروتينًا اصطناعيًا جديدًا يسمى LOCKR يتصرف مثل دائرة الكمبيوتر ، مما يفتح إمكانية إنشاء خلايا "ذكية" يمكن التحكم في عملياتها البيولوجية بشكل مباشر.

LOCKR ، شكل جديد تمامًا من البروتين الاصطناعي

في الطب ، يكون وقت تطبيق علاج معين وإلى أي درجة يجب تطبيقه ذا أهمية حاسمة. الكثير أو القليل من الدواء ، أو إذا تم إعطاء الدواء متأخرًا جدًا أو مبكرًا جدًا ، يمكن أن يجعل العلاج غير فعال ، بل وخطير. يعد تحديد المقدار الدقيق واللحظة لإدارة العلاج أحد أكبر التحديات في الطب ، وحتى الآن لم تكن هناك طريقة فعالة لاتخاذ هذه القرارات.

ذات صلة: العلماء قاموا بتصميم بروتين "متوهج" جديد

الآن ، اجتمع المهندسون الحيويون من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو (UCSF) وجامعة واشنطن (UW) معًا لتطوير حل جديد رائع لهذه المشكلة ؛ بروتين اصطناعي بالكامل يمكنه العمل كدائرة يمكنها تحويل الخلايا إلى "خلايا ذكية" قد تكون قادرة على تحديد متى تضررت أو أصيبت بالعدوى وتستجيب من خلال تقديم الجرعة اللازمة بالضبط عند الحاجة إليها.

تم تصميم هذا البروتين الجديد من خلال المحاكاة الحاسوبية وتم تصنيعه في المختبر ، والذي أطلق عليه المهندسون الحيويون Latching Orthogonal Cage-Key pRotein ، أو LOCKR ، في ورقتين تم نشرهما هذا الأسبوع في المجلة. طبيعة--لا يشبه أي بروتين موجود في الطبيعة نفسها.

قالت هناء الصمد ، أستاذة الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، والمؤلفة الرئيسية المشاركة لـ دراسات جديدة.

"LOCKR هي تقنية حيوية تم ابتكارها وبناؤها من قبل البشر من البداية إلى النهاية. يوفر هذا مستوى غير مسبوق من التحكم في الطريقة التي يتفاعل بها البروتين مع المكونات الأخرى للخلية ، وسيسمح لنا بالبدء في معالجة المشكلات غير المحلولة - وغير القابلة للحل سابقًا - في علم الأحياء ، مع تداعيات مهمة على الطب والصناعة.

وصفت إحدى الأوراق المنشورة بنية البروتين الجديد ، والذي يمكن اعتباره جذعًا أو خزانة - ومن هنا جاء الاسم. يوجد داخل الخزانة "ذراع" جزيئي يمكن تصميمه للتحكم في حركة الجزيئات الكيميائية عبر الخلية ، وتفكيك جزيئات أو بروتينات معينة ، وحتى إخبار الخلية بأنها بحاجة إلى التدمير الذاتي.

المفتاح ، حرفياً ، للعملية برمتها هو أن الذراع مغلقة داخل البروتين ما لم يتم إدخال مفتاح كيميائي آخر يناسب القفل الموجود على LOCKR تمامًا. بدون المفتاح الكيميائي ، يظل LOCKR غير نشط ، تمامًا بالطريقة التي تكون بها دائرة الكمبيوتر غير نشطة في غياب إشارة كهربائية. تشبيه الدائرة ليس صدفة أيضًا ، لقد تم تضمينه في تصميم البروتين.

قال الصمد: "بالطريقة نفسها التي أتاحت بها الدوائر المتكاملة انفجار صناعة رقائق الكمبيوتر ، يمكن لهذه المفاتيح البيولوجية الديناميكية والمتعددة الاستخدامات أن تفتح قريبًا تحكمًا دقيقًا في سلوك الخلايا الحية ، وفي النهاية صحتنا".

صنع خلايا ذكية قابلة للبرمجة

تبني الدوائر بعضها البعض لتطوير سلوكيات معقدة للغاية تمكن الإلكترونيات والحوسبة الحديثة ، لذلك لا يمكن التقليل من إمكانية تطوير شيء مشابه للعمليات البيولوجية. أظهرت الورقة الثانية التي نشرها المهندسون الحيويون إمكانية هذا النوع من سلوك بناء الدوائر في الخلية.

باستخدام نسخة معدلة من LOCKR تسمى degronLOCKR ، قام العلماء ببرمجة الأداة لتحطيم بروتين معين. سمحت قدرة بناء الدوائر للبروتين للفريق بإنشاء آلية تنظيم داخل الخلية من شأنها التحكم ديناميكيًا في النشاط الخلوي استجابة للظروف الداخلية والخارجية.

كلما اكتشفت أداة degronLOCKR اضطرابًا في أنشطة خلوية معينة ، كانت قادرة على تحطيم البروتين الذي تسبب في الاضطراب حتى يتوقف الاضطراب ، وبعد ذلك يتم إلغاء تنشيطه. إذا حدث الاضطراب مرة أخرى ، فستتم إعادة تنشيط أداة degronLOCKR وتستمر في تحطيم البروتين حتى تعود وظيفة الخلية إلى وضعها الطبيعي.

قال أندرو نج ، دكتوراه ، مؤلف أول مشارك لكتاب: "LOCKR ، وبشكل أكثر تحديدًا ، degronLOCKR ، يفتح مجالًا جديدًا بالكامل من إمكانية برمجة الخلايا لمعالجة مجموعة واسعة من الحالات المنهكة التي لا تتوفر لها علاجات آمنة وفعالة". الورقتان اللتان أكملتا دراسة الدكتوراه في معمل الصمد. "مع هذه التقنيات ، نحن مقيدون فقط بخيالنا."


شاهد الفيديو: أعداد الخلايا التي تزرع في جسم المريض (قد 2022).


تعليقات:

  1. Abelard

    أعني ، أنت تسمح للخطأ. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في PM.

  2. Dagoberto

    أحسنت صنعًا ، يبدو لي أن هذه هي الفكرة الرائعة

  3. Amenhotep

    جملة رائعة وفي الوقت المحدد

  4. Karisar

    أهنئكم ، لقد زارتك الفكر الرائع ببساطة

  5. Mikagore

    أعتذر، لكنها لا تقترب مني.



اكتب رسالة