RNA اوریگامی؛ انقلاب ساخت سلول‌های مصنوعی

به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، گروه بیولوژی‌دانان سنتزی از دانشگاه هایدلبرگ به رهبری کرستین گوپفریش، موفق شدند با بهره‌گیری از روش نوین RNA اوریگامی، نانوبوم‌هایی تولید کنند که همچون اسکلت سلولی در سلول‌های زنده عمل می‌کنند. این تکنیک که به کارگیری توان چندمنظوره مولکول طبیعی RNA را امکان‌پذیر می‌سازد، مسیر ساخت سلول‌های مصنوعی را بدون نیاز به سنتز پروتئین هموار می‌کند.

در روش RNA اوریگامی، ابتدا یک توالی DNA به‌صورت کامپیوتری طراحی می‌شود که الگوی نهایی RNA پس از تا شدن را مشخص می‌کند، سپس با استفاده از آنزیم RNA پلیمراز، این قالب به مولکول‌های RNA تبدیل می‌شود. الگوریتم‌های خاص تضمین می‌کنند تا تا شدن RNA به شکل مورد نظر اتفاق بیفتد، تیم پژوهشی دانشگاه هایدلبرگ با این روش توانستند نانوپایپ‌هایی با طول چند میکرون تولید کنند که شبکه‌ای شبیه به اسکلت سلولی در داخل سلول‌های مصنوعی ایجاد می‌کنند.

یکی از چالش‌های اصلی در ساخت سلول‌های مصنوعی، تولید پروتئین‌ها است که به عنوان مولکول‌های اصلی برای اکثر فرایندهای زیستی شناخته می‌شوند، اما در این پروژه، تیم پژوهشی با استفاده از RNA اوریگامی، توانستند نیاز به سنتز پیچیده پروتئین را حذف کنند و به این ترتیب فرایند ساخت سلول‌های مصنوعی را ساده‌تر کنند. این دستاورد به معنای توانمندی سلول‌های مصنوعی در ساخت اجزای مورد نیاز خود به صورت خودکار و بدون دخالت خارجی است.

برای اثبات کارایی این روش، پژوهشگران آزمایش‌های خود را در یک سیستم مدل سلولی مبتنی بر وزیکول‌های لیپیدی انجام دادند. با استفاده از RNA آپتامرها، شبکه RNA مصنوعی به غشاهای سلولی متصل شد و ویژگی‌های اسکلت سلولی تقویت گردید. به گفته پروفسور گوپفریش، این دستاورد نه‌تنها گامی بزرگ در جهت ساخت سلول‌های مصنوعی محسوب می‌شود بلکه افق‌های جدیدی را برای تکامل هدایت‌شده این سلول‌ها بگشاید.

این پروژه، که بخشی از یک گرنت شروعی ERC از شورای تحقیقات اروپایی بود، با حمایت‌های مالی برنامه علم مرز انسان، وزارت آموزش و تحقیقات فدرال، وزارت علوم بادن-وورتنبورگ و جایزه آلفرید کروپ به انجام رسید، نتایج این تحقیق در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است و می‌تواند زمینه‌ساز توسعه فناوری‌های نوین در زیست‌فناوری و نانومدیسین باشد.