โดย นิโคเลตตา ลานีส เผยแพร่เมื่อ 30 มีนาคม 2021สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ใหม่ที่เรียกว่า JCVI-syn3A มียีนสําคัญเจ็ดยีนที่ช่วยในการแบ่งตัวเหมือนเซลล์ปกติ (เครดิตภาพ: ไมโครกราฟที่จัดทําโดย James Pelletier (ศูนย์ MIT สําหรับบิตและอะตอมและภาควิชาฟิสิกส์) และอลิซาเบธสไตรชาลสกี้ (สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ))
นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์เซลล์เดียวที่แบ่งและคูณเช่นเดียวกับของจริง
ความก้าวหน้าในสักวันหนึ่งอาจช่วยให้นักวิจัยสร้างคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กและโรงงานผลิตยาขนาดเล็กทั้งหมดออกจากเซลล์สังเคราะห์ แน่นอนว่าอนาคตนั้นจะไม่เกิดขึ้นอีกหลายปีข้างหน้า
”มีหลายวิธีที่ศตวรรษที่จะมาถึงนี้ของชีววิทยาอาจเปลี่ยนชีวิตประจําวันของเราให้ดีขึ้น” ตัวอย่างเช่น Strychalski และเพื่อนร่วมงานของเธอวางแผนที่จะวิศวกรเซ็นเซอร์ที่มีชีวิตที่สามารถวัดจากสภาพแวดล้อมโดยรอบตรวจสอบระดับความเป็นกรดอุณหภูมิและออกซิเจนในบริเวณใกล้เคียง เซลล์เซ็นเซอร์เหล่านี้ยังสามารถผลิตเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เฉพาะ – คือยา – และอาจวางอยู่ภายในร่างกายมนุษย์เอง “วิสัยทัศน์หนึ่งคือเมื่อเซลล์รู้สึกถึงสถานะโรคแล้วมันสามารถทําให้การรักษานั้นและเมื่อสถานะโรคอยู่ที่นั่นนานขึ้นพวกเขาสามารถหยุดการรักษานั้นได้” Strychalski กล่าว เซลล์อื่น ๆ สามารถเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการและใช้ในการผลิตอาหารและผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่เซลล์อื่น ๆ สามารถทําเพื่อทําหน้าที่คํานวณในระดับโมเลกุลเธอเสริม
แต่อีกครั้งเหล่านี้เป็นวิสัยทัศน์ทั้งหมดสําหรับอนาคต ในการไปถึงที่นั่นนักวิทยาศาสตร์จําเป็นต้องแกะความลึกลับของเซลล์ในระดับพื้นฐานก่อนที่พวกเขาจะสามารถจัดการกับมันในสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ของพวกเขา ในการศึกษาใหม่ Strychalski และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ก้าวไปสู่เป้าหมายนั้นและเผยแพร่ผลลัพธ์ของพวกเขาเมื่อวันที่ 29 มีนาคมในวารสาร Cell พวกเขาเริ่มต้นด้วยเซลล์สังเคราะห์ที่มีอยู่ที่เรียกว่า JCVI-syn3.0 ซึ่งสร้างขึ้นในปี 2016 และมียีนเพียง 473 ยีนวิทยาศาสตร์อเมริกันรายงาน (สําหรับการเปรียบเทียบแบคทีเรีย Escherichia coli มียีนประมาณ 4,000 ยีนตามคําสั่ง)
เซลล์กระดูกเปลือยนี้ถูกสร้างขึ้นจากแบคทีเรีย Mycoplasma genitalium ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่ถ่ายทอดทางเพศสัมพันธ์ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ลอกดีเอ็นเอตามธรรมชาติและแทนที่ด้วยดีเอ็นเอทางวิศวกรรมของตัวเอง ในการสร้าง JCVI-syn3.0 นักวิทยาศาสตร์ต้องการเรียนรู้ว่ายีนใดที่จําเป็นอย่างยิ่งสําหรับเซลล์ที่จะอยู่รอดและทํางานได้ตามปกติและฟุ่มเฟือย แต่ในขณะที่ JCVI-syn3.0 สามารถสร้างโปรตีนและทําซ้ําดีเอ็นเอได้โดยไม่มีปัญหาเซลล์ที่เรียบง่ายไม่สามารถแบ่งออกเป็นทรงกลมสม่ําเสมอได้ แต่กลับแยกออกจากกันอย่างไม่คาดคิดผลิตเซลล์ลูกสาวที่มีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันมากมาย Strychalski และทีมของเธอออกเดินทางเพื่อแก้ไขปัญหานี้โดยการเพิ่มยีนกลับเข้าไปในเซลล์ที่ถูกถอดออก
เวอร์ชันก่อนหน้าของเซลล์ที่น้อยที่สุดที่เรียกว่า JCVI-syn3.0 ไม่ได้แบ่งตามปกติ ไมโครกราฟนี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์จะแยกออกเป็นเซลล์ลูกสาวที่มีขนาดแตกต่างกันอย่างไร (เครดิตภาพ: ไมโครกราฟที่จัดทําโดย Lijie Sun (สถาบัน J. Craig Venter))
หลังจากหลายปีของการทํางานนักวิทยาศาสตร์ผลิต JCVI-syn3A ซึ่งมียีนทั้งหมด 492 ยีน เจ็ดยีนเหล่านี้มีความสําคัญต่อการแบ่งเซลล์ปกติพวกเขาค้นพบ
”ยีนจํานวนหนึ่งในเซลล์ที่น้อยที่สุดไม่มีหน้าที่ที่รู้จัก” James Pelletier ผู้เขียนร่วมคนแรกกล่าวซึ่งใน
ช่วงเวลาของการทํางานเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ศูนย์บิตและอะตอม ในทํานองเดียวกัน “ปรากฎว่ายีนบางตัวที่เซลล์ต้องแบ่งก่อนหน้านี้ไม่มีหน้าที่ที่รู้จัก” การนํายีนเหล่านี้กลับมาใช้ใหม่ทําให้เซลล์ที่น้อยที่สุดสามารถแยกออกเป็นลูกกลมที่สม่ําเสมอได้อย่างสมบูรณ์แบบ
บางส่วนของยีนที่สําคัญเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกับเยื่อหุ้มเซลล์, ตามลําดับทางพันธุกรรมของพวกเขา, Pelletier กล่าวว่า. นี่อาจหมายความว่าพวกเขาเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของเมมเบรนทําให้อ่อนพอที่จะแบ่งได้อย่างถูกต้องหรือพวกเขาสร้างกองกําลังภายในเมมเบรนที่กระตุ้นให้เกิดการแยกเขากล่าวว่า แต่ตอนนี้ทีมไม่รู้ว่ายีนใช้กลไกเฉพาะอะไรเพื่อช่วยแยกเซลล์เขาตั้งข้อสังเกต
”การศึกษาของเราไม่ได้ออกแบบมาเพื่อหากลไกภายในเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับยีนแต่ละยีนเหล่านี้ของฟังก์ชั่นที่ไม่รู้จัก” Strychalski กล่าว “นั่นต้องเป็นการศึกษาในอนาคต”
ในขณะที่นักวิจัยยังคงตรวจสอบความลึกลับของเซลล์ที่น้อยที่สุดนักชีววิทยาสังเคราะห์อื่น ๆ กําลังทํางานกับระบบที่เรียบง่ายยิ่งขึ้น ชีววิทยาสังเคราะห์มีอยู่ในสเปกตรัมตั้งแต่ “ซุปของสารเคมีที่ไม่มีชีวิตไปจนถึงความรุ่งโรจน์เต็มรูปแบบของเซลล์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือเซลล์แบคทีเรีย” Strychalski กล่าว อนาคตของสนามอาจนําเราไปสู่สิ่งมหัศจรรย์ที่เป็นนวัตกรรมเช่นคอมพิวเตอร์ขนาดเซลล์ แต่ตอนนี้งานส่วนใหญ่ขับเคลื่อนด้วยความอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับวิธีที่บล็อกพื้นฐานของชีวิตมารวมกันและสิ่งที่สามารถบอกเราเกี่ยวกับตัวเราเองเธอกล่าว”เราจะเข้าใจหน่วยพื้นฐานที่สุดของชีวิตเซลล์ได้อย่างไร? … มีบางอย่างที่น่าสนใจมากเกี่ยวกับเรื่องนี้” Strychalski กล่าว “ต่อมาเราสามารถจินตนาการถึงทุกสิ่งที่เราสามารถทํากับ … แพลตฟอร์มที่น้อยที่สุดนี้”
ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สด
Credit : 007AntiSpyware.com 1000hillscc.com 1001noshti.com 20mg-cialis-canadian.com 997749a.com ApasSionForBooksBlog.com artematicaproducciones.com avgjoeblogger.com bajoecolodge.com
