برنامهنویسی سلولهای باکتری با RNA؛ اندامکهای مصنوعی برای زیستتولید هوشمند ساخته شد
پژوهشگران دپارتمان مهندسی شیمی و زیستفناوری موفق شدند روشی نوین برای سازماندهی مولکولها درون سلولهای زنده ارائه کنند؛ روشی که میتواند مسیرهای تازهای برای زیستتولید دقیقتر و کارآمدتر باز کند.
به گزارش پژوهشی که به تازگی در نشریه Nature Communications منتشر شده است، در این مطالعه نشان داده شد که مولکولهای RNA مهندسیشده قادرند درون باکتری Escherichia coli بهصورت خودآرا به ساختارهایی شبیه اندامکهای بدون غشا تبدیل شوند. این اندامکهای مصنوعی محیطهایی بخشبندیشده درون سلول ایجاد میکنند؛ قابلیتی که بهطور طبیعی در باکتریها وجود ندارد.
هدایت این تیم پژوهشی بر عهده لورنزو دی میکله از CEB بود و این پروژه با همکاری پژوهشگرانی از حوزههای مهندسی شیمی، فیزیک و موسسه علوم توکیو انجام شد.
اندامکهای بدون غشا امکان تمرکز و کنترل هدفمند مولکولها و پروتئینهای خاص را درون سلول فراهم میکنند. چنین سطحی از کنترل بر سازماندهی درونسلولی میتواند به بهبود تولید و خالصسازی پروتئینهای مصنوعی مورد استفاده در حوزههای درمانی و تحقیقات زیستفناوری منجر شود.
در این پژوهش محققان نانوستارههای RNA چهارشاخه طراحی کردند که از طریق جفتشدن بازهای مکمل بهصورت برنامهریزیشده به یکدیگر متصل میشوند. زمانی که این RNAهای مهندسیشده در باکتری E. coli بیان شدند ساختارهایی چگال و مشابه اندامکهای بدون غشا تشکیل دادند.
آزمایشهای فلورسانس نشان داد این ساختارها در پاسخ به تغییرات دما بهصورت قابل پیشبینی تشکیل شده و سپس از هم جدا میشوند؛ رفتاری برگشتپذیر که با پدیده جدایش فازی سازگار است.
نکته کلیدی پژوهش آن بود که وقتی یکی از بازوهای نانوستاره به یک آپتامر توالی RNA طراحیشده برای اتصال انتخابی به پروتئینها مجهز شد، پروتئینهای فلورسانس درون این اندامکهای مصنوعی در سلولهای باکتریایی متمرکز شدند.
به گفته پژوهشگران این دستاورد نمونهای از بهکارگیری فناوری نانوی RNA برای مهندسی اندامکهای مصنوعی در باکتریهاست؛ ساختارهایی که بهطور طبیعی در این موجودات وجود ندارند. این رویکرد میتواند در کاربردهای زیستتولید از جمله تولید و خالصسازی پروتئینهای مصنوعی مورد استفاده در درمانها و پژوهشهای زیستفناوری نقشی موثر ایفا کند.
انتهای پیام/
