Şekil : DNA’nın önemli bir işi var – hücrelerinize hangi proteinleri yapmasını söyler. Şimdi, Delaware Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, DNA ipliklerini proteinleri açan ve kapatan anahtarlar haline getirmek için teknoloji geliştirdi.
DNA’nın önemli bir işi var – hücrelerinize hangi proteinleri üretmesini söyler. Şimdi, Delaware Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, DNA ipliklerini proteinleri açan ve kapatan anahtarlar haline getirmek için teknoloji geliştirdi.
UD’nin (Delaware Üniversitesi) Wilfred Chen Grubu sonuçları, 12 Mart Pazartesi günü Nature Chemistry dergisinde yayınlanan bir makalede açıklıyor. Bu teknoloji, yeni kanser terapilerinin ve diğer ilaçların geliştirilmesine yol açabilir.
DNA ile Hesaplama
Bu proje, DNA bilişimi olarak bilinen yeni bir alana dönüşüyor. Metin mesajları ve fotoğraflar gibi günlük yaşamda genellikle gönderdiğimiz ve aldığımız veriler, iki bileşene sahip ikili koddan yararlanır: bunlar, birler ve sıfırlar. DNA esas olarak dört bileşenli bir kod, guanin, adenin, sitozin ve timin nükleotidleridir. Hücrelerde, bu dört nükleotidin düzenlenişi, DNA tarafından üretilen proteinlerin çıkışını belirler.
“Öncelikle biz sistemi düzenledik, ilk olarak laboratuvara gittik ve çeşitli proteinlerle bu DNA dizilerini kontrol edebilmeyi istiyorduk.” dedi kimyasal ve biyomoleküler mühendisliği alanında doktora öğrencisi ve çalışmada yazar olan Rebecca P. Chen (Wilfred Chen ile bağlantısı yok). Özel diziler tasarlanan DNA şeritleri bir üreticiden sipariş edilirken, proteinler laboratuvarda üretildi ve saflaştırıldı. Daha sonra protein, protein-DNA konjugatları yapmak için DNA’ya bağlandı.
Grup daha sonra E. coli bakterileri ve insan hücreleri üzerindeki DNA devrelerini test etti. Hedef proteinler, tasarımlarına göre düzenlenmiş, bir araya getirilmiş ve parçalarına ayrılmıştır.
Rebecca P. Chen, “Önceki çalışmalar DNA nanoteknolojisinin ne kadar güçlü olabileceğini gösterdi ve biz proteinlerin ne kadar güçlü olduğunu biliyoruz” dedi. “Biz bu ikisini bir araya getirmeyi başardık.”
Fotoğraf : Wilfred Chen (solda) ve Rebecca P. Chen, kilit küresel sağlık problemlerini çözmek için yeni biyomoleküler araçlar geliştiriyorlar.
İlaç Salımına Uygulamalar
Ekip ayrıca, DNA-lojik cihazlarının toksik olmayan bir kanser ön ilacı olan 5-florositozini, toksik kemoterapötik formu 5-floroürasile aktive edebileceğini de göstermiştir. Kanser ön ilaçları, terapötik formlarına metabolize olana kadar inaktiftir. Bu durumda, bilim adamları, ön ilacın aktif formuna dönüştürülmesinden sorumlu olan bir proteinin aktivitesini kontrol eden DNA devreleri tasarladılar. DNA devresi ve protein aktivitesi, spesifik RNA / DNA dizisi girişleriyle “açık” hale getirilirken, söz konusu girdilerin yokluğunda sistem “kapalı” kalmıştır.
Bunu yapmak için bilim adamları hücresel gen ifadesini düzenleyen küçük RNA molekülleri olan mikroRNA’lar, üzerindeki dizi girdilerine temellendirdiler. Kanser hücrelerinde bulunan mikroRNA, sağlıklı hücrelerde bulunmayan anormallikleri içerir. Örneğin, belirli mikroRNA kanser hücrelerinde bulunur, ancak sağlıklı hücrelerde yoktur. Grup, kanser ön ilacını kanser mikroRNA’sı varlığında aktive etmek için nükleotidlerin nasıl düzenlenmesi gerektiğini hesapladı, ancak mikroRNA’nın eksik olduğu kanserli olmayan bir ortamda aktif ve toksik olmayacak şekilde kaldı. Kanser mikroRNA’ları mevcut olduğunda ve DNA devresini açabildiğinde hücreler büyümeyi başaramadı. Devre kapatıldığında, hücreler normal olarak büyüdü.
Bu teknoloji sadece kanser dışındaki diğer hastalıklar için değil, aynı zamanda biyomedikal alanın ötesinde de geniş uygulamalara sahip olabilir. Örneğin, araştırma ekibi teknolojilerinin biyoyakıt üretimine, bir bitki lifini parçalamak için bir enzimatik kaskat, bir dizi kimyasal reaksiyona kılavuzluk etmek için teknolojilerini kullanarak uygulanabileceğini gösterdi.
Yeni geliştirilen teknolojiyi kullanarak, araştırmacılar seçtikleri herhangi bir DNA dizisini hedefleyebilir ve istedikleri proteini ekleyebilir ve kontrol edebilirler. Bir gün, araştırmacılar çeşitli hastalıklara hitap etmek için programlanmış DNA’yı çeşitli hücrelere “takabilir ve oynatabilir”, diyor mühendislik yazarı Gore Profesör Wilfred Chen.
“Bu çok basit bir konsepte dayanıyor, mantıklı bir kombinasyon, ama bunu ilk yapan biziz” dedi. “Geniş bir sorun yelpazesini ele alabilir ve bu da onu çok ilgi çekici kılar.”
Kaynak : phys.org