تقلید روند بیولوژیکی، سیگنال‌های هیدروژل و انتشار پروتئین‌ها

تقلید روند بیولوژیکی، سیگنال‌های هیدروژل و انتشار پروتئین‌ها

کد خبر:۶۰۸۱۰۲

تاریخ انتشار: ۲۶ اکتبر ۲۰۱۷

تقلید روند بیولوژیکی، سیگنال‌های هیدروژل و انتشار پروتئین‌ها

به گفته محققان، یک سیستم مصنوعی با استفاده از یک هیدروژل متصل به DNA می‌تواند یک سیگنال شیمیایی دریافت کند و پروتئینی مناسب تولید کند. تحریک بیشتر از طریق سیگنال شیمیایی هم چنان باعث ایجاد پاسخ می‌شود. یک بافت مصنوعی، پروتئین‌های درمانی (خرمایی مایل به قرمز/ زرد) را توسط متابولیت‌ها آزاد می‌کند. متابولیت‌ها با DNA دو رشته‌ای (قرمز/ آبی) تماس پیدا کرده و DNA قرمز را آزاد می‌کنند.

هیدروژل شبکه‌ای از زنجیره پلیمری است که آب را جذب می‌کند و می‌تواند برای شبیه‌سازی بافت بیولوژیکی استفاده شود. بسیاری از سیستم‌ها در سلول‌ها و در بدن انسان با سیگنال و مسیر پاسخ تنظیم می‌شوند. یکی از شناخته شده‌ترین آن‌ها گلوکز یک قند کوچک است که باعث آزاد شدن انسولین می‌شود. یونگ یانگ، پروفسور مهندسی پزشکی گفت:” ما این کار را فقط در یک پتری‌دیش با استفاده از سلول‌های عضلانی صاف انجام دادیم، البته می‌خواهیم این کار را روی یک حیوان زنده انجام دهیم.”

محققان در نشریه نوامبر علوم شیمی نوشتند:” با طراحی منطقی، این سیستم هیدروژل بیومیمتیک یک پلتفرم عمومی از کنترل خروجی پروتئین‌های سیگنال دهنده برای برنامه‌های کاربردی بالقوه مانند تحویل دارو، تنظیم سلول، سنجش مولکولی و داروهای احیاکننده تشکیل خواهد داد.”

هیدروژل، ساخته شده از پلی‌اتیلن‌گلیکول، با دو نوع مختلف DNA تزریق می‌‌شود. یکی از آن‌ها یک آپتامر است، رشته کوتاهی از DNA که به مواد شیمیایی متصل می‌شود که محققان می‌خواهند در سلول آزاد شود. در مورد گلوکز و انسولین، آپتامر به انسولین، دارویی که محققان می‌خواهند آزاد شود، متصل می‌شود. نوع دیگری از آن یک مولکول دوتایی مارپیچ DNA است که برای واکنش با سیگنال متابولیت –گلوکز- انتخاب شده و شروع به آزادسازی شیمیایی می‌کند.

هنگامی که مولکول سیگنال‌دهنده به DNA دو رشته‌ای می‎‌رسد، DNA به دو رشته تقسیم می‌شود. یک رشته به مولکول متصل می‌شود و دیگری به سمت آپتامر حرکت می‌کند و باعث می‌شود پروتئین به آن متصل شود. سپس پروتئین می‌تواند از طریق سلول‌ها به مکان پیوند طبیعی خود حرکت کند و اقدامات عادی خود را انجام دهد.

وانگ گفت:” این یک روند ساده برای ایجاد نبود. یک دانشجوی فارغ‌التحصیل برای مدت سه سال روی آن کار کرد. در کل رسیدن به آن چهار تا پنج سال طول کشید. ” محققان از آدنوزین به عنوان ماده شیمیایی سیگنال‌دهنده و از فاکتور رشد حاصل از پلاکت به عنوان پروتئین سیگنال‌دهنده منتشر شده استفاده کردند. وانگ گفت: “ما هنوز نمی‌دانیم چگونه می‌توان به آسانی پروتئین‌ها را دوباره پر کرد.”

محققان سیستم هیدروژلی PDGF-BB آدنوزین را آزمایش کردند و دریافتند که بدون سیگنال شیمیایی، مقدار پروتئین سیگنال‌دهنده منتشر شده توسط هیدروژل بسیار کم بود. هنگامی که سیگنال شیمیایی آدنوزین اعمال شد، هیدروژل حدود ۲۸ درصد از پروتئین سیگنال‌د‌هنده هدف، PDGF-BB را آزاد کرد. سایر مواد شیمیایی مشابه آدنوزین مانند گواندوزین و یوریدین موجب انتشار PDGF-BB از هیدروژل نشد. وانگ گفت:” ما در نهایت می‌خواهیم از این سیستم برای تحویل داروهای کنترل شده و دیگر اقدامات بیولوژیکی استفاده کنیم.”

 

منبع:

 

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171026085806.htm

More from فاطمه رهنما

هوش مصنوعی جدید گوگل می‌تواند تقریبا به طور کامل گفتار انسانی را تقلید کند!!

کد خبر:۶۰۷۱۷۲ تاریخ انتشار: ۵ اکتبر ۲۰۱۷ هوش مصنوعی جدید گوگل می‌تواند...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *