İnsan Böbreği Hücresi Bilgisayara Dönüştürüldü – biliyomuydun.com

İnsan Böbreği Hücresi Bilgisayara Dönüştürüldü

Sağlık 3 Nisan, 13:41'de eklendi

Boston Üniversitesi bilimcileri, memeli hücrelerini minik biyobilgisayarlara, yani canlı bilgisayara dönüştürmeyi başardı. Hücreleri, programlanabilir ve böylece karmaşık hesaplama işlemlerini gerçekleştirebilir duruma getiren bu tekniğin, gelecekte pek çok hastalığa çare olabileceği düşünülüyor.

Nature Biotechnology dergisinde yayımlanan makale ile ayrıntıları paylaşılan çalışmada, Boston Üniversitesi’nden sentetik biyolog Wilson Wong liderliğindeki ekip, memeli hücrelerini biyobilgisayara nasıl dönüştürdüklerini ve nasıl hesaplama gerçekleştirdiklerini anlatıyor. Üstelik bu heyecan verici çalışmada kullanılan memeli hücresi, insan böbreğine ait!

Boston ekibi, yaptıkları araştırmada kullandıkları genetik devrenin kendisini, hücrelerde zaten varolan “promoter” (başlatma, yazım başlatıcı) mekanizmasını kullanarak tasarladı. Bu DNA parçası, bir hücrenin DNA’sının RNA’ya yazımını gerçekleştirir ve ardından yazılan kod proteine çevrilir.

Araştırmacılar, seçilen parçaları kesmek suretiyle genleri açıp kapatma düğmesi rolünde olup, DNA rekombinaz olarak adlandırılan ve bir tür makas görevi gören enzime güvendi. Bir promoterin arkasına fazladan 4 tane DNA kırpığı yerleştirildi. Bu kırpıntılardan biri, yeşil fluoresan protein (GFP) üretmek üzere tasarlanmıştı. GFP, özel bir madde tarafından çalışır duruma getirildiğinde hücreyi aydınlatır.

Wong ve ekibi, bu tekniği kullanarak %96,5 başarı oranıyla 113 farklı devre yapılandırabildi. Bu değişik türde devreler, değişken hedef zincirlerle farklı rekombinazlar kullanılarak düzenlendi. Çalışmalarının en büyük başarısı, 6 farklı girdili bir devre kullanarak, insan hücrelerinden bir Boolean mantıksal işlem tablosu yapmaları olsa gerek. Girdiler çeşitli şekillerde bir araya getirilerek, 16 mantıksal işlemin herbiri gerçekleştirilebildi.

Ekibin hazırladığı Boolean mantık tablosu, 6 girdili ve 1 çıktılı bir genetik devre. 2 tane veri girdisi alıyor (A ve B) ve 4 tane seçim girdisi (S1, S2, S3, S4) ile kontrol ediliyor. Böylece GFP çıktısını üretiyor.

Bilgisayar, özünde hesaplama yaparak bilgi işleyen bir makinedir. Bilgisayarın devresi ne kadar güçlü olursa, o da o kadar karmaşık hesaplamalar yapabilir duruma gelir. Benzer biçimde, minibilgisayar olarak çalıştırılmak üzere genetik düzenlemesi yapılan hücreler de, düzenlenişlerine bağlı olarak az ya da çok güçlü olabilirler.

Wong’un ekibinin çalışmasından önce, hesaplama işlemlerini gerçekleştirmek amacıyla başka araştırmacılar tarafından organik malzemelerin genlerinin genetik mühendisliği yapılmıştı. Örneğin oksijen düzeyi düştüğünde hücrelerin ışık salınımı yapmaya başlamasının sağlanması gibi. Ancak bu basit biyobilgisayarlar, genlerini manipüle etmenin nispeten kolay olduğu E. coli ve diğer bazı bakteriler ile sınırlıydı. Memeli hücrelerinin genetik devre olarak kullanımı ise zordur; çünkü belirli genleri açma ve kapatma becerileri, transkripsiyon faktörlerine bağlıdır. Bu konuda DNA rekombinaza başvuran Boston ekibi, böylece sorunu aşabilmiş.

Bilimkurgu gibi görünse de artık elde edilmiş bir teknoloji olan bu başarı, ilerleyen yıllarda biyobilgisayarlar ve biyoelektronik alanında ne gibi gelişmeler yaşanabileceğinin ipucunu veriyor. Konuyla ilgili olan şu iki yazımızı da okumanızı öneririz:

kaynak: bilimfili.com – İnsan Böbreği Hücresi Bilgisayara Dönüştürüldü

Yorumlar

Henüz hiç yorum yapılmamış.