به نقل از «عصر ایران»

ساخت پروتئین‌های جدید با دی‌ان‌ای مصنوعی

تاریخ انتشار: ۲۹ آذر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۳۲۸۶۰۱

دی‌ان‌ای، مولکولی که اطلاعات ژنتیکی همه موجودات زنده را ذخیره می‌کند، تنها از چهار حرف شیمیایی یا نوکلئوتید تشکیل شده است. اما اگر بتوانیم حروف بیشتری به این الفبا اضافه کنیم و انواع جدیدی از دی‌ان‌ای ایجاد کنیم، چه؟

به گزارش ایسنا، این کاری است که تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، بنیاد تکامل مولکولی کاربردی و موسسه مطالعات بیولوژیکی سالک(Salk) انجام داده‌اند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آنها نسخه جدیدی از دی‌ان‌ای را با شش حرف به جای چهار حرف ابداع کرده‌اند که نشان می‌دهد می‌توان از آن برای ساخت پروتئین‌ها که بلوک‌های سازنده حیات هستند، استفاده کرد.

این شاهکار که در مجله Nature Communications منتشر شده است، درهایی را به روی آینده‌ای باز می‌کند که در آن پروتئین‌های طراحی شده سفارشی و کاربردهای بیولوژیکی جدید می‌توانند به واقعیت تبدیل شوند.

چهار نوکلئوتید

دی‌ان‌ای که سنگ بنای اولیه حیات است، دستورالعمل‌های خود را تنها با استفاده از چهار نوکلئوتید موسوم به آدنین(A)، تیمین(T)، گوانین(G) و سیتوزین(C) رمزگذاری می‌کند.

این نوکلئوتیدها در پیکربندی‌های خاص جفت می‌شوند و مارپیچ دوگانه نمادین دی‌ان‌ای را تشکیل می‌دهند. اما اگر بتوان این الفبا را گسترش داد چه می‌شود؟ پیامدها و کاربردهای آن از پزشکی شخصی گرفته تا مواد انقلابی، چشمگیر خواهد بود.

دکتر دونگ وانگ، استاد دانشکده داروسازی و علوم دارویی اسکاگز در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو و نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: زندگی روی زمین به طرز شگفت‌انگیزی با تنها چهار نوکلئوتید متنوع است، بنابراین تصور کنید که ما با نوکلئوتیدهای بیشتر چه کارهایی می‌توانیم انجام دهیم.

وی افزود: ما با گسترش کد ژنتیکی می‌توانیم مولکول‌های جدیدی بسازیم که قبلاً دیده نشده‌اند و راه‌های جدیدی برای ساخت پروتئین‌ها به عنوان روش‌های درمانی کشف کنیم.

وانگ و همکارانش از یک سیستم دی‌ان‌ای مصنوعی به نام AEGIS استفاده کردند که مخفف عبارت Artificially Expanded Genetic Information System به معنای سیستم اطلاعات ژنتیکی گسترش یافته مصنوعی است.

دکتر دونگ وانگ توضیح می‌دهد که افزودن «حروف» جدید به کد ژنتیکی، دایره واژگان زندگی را گسترش می‌دهد و به ما امکان می‌دهد روایت‌های پیچیده‌تری بنویسیم. پیشرفت تیم او نشان می‌دهد که سلول‌ها می‌توانند به آسانی نوکلئوتیدهای مصنوعی را در دستور دی‌ان‌ای بگنجانند.

استفاده از AEGIS

سیستم AEGIS دو حرف جدید به الفبای استاندارد دی‌ان‌ای اضافه می کند که از آدنین(A)، تیمین(T)، گوانین(G) و سیتوزین(C) تشکیل شده است. این حروف به روش خاصی جفت می‌شوند تا ساختار دو مارپیچ دی‌ان‌ای را که توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ کشف شد، تشکیل دهند.

حروف جدید Z و P دارای شکل و اندازه‌ای مشابه با حروف طبیعی هستند، بنابراین می‌توانند بدون ایجاد اختلال در هندسه دی‌ان‌ای، در مارپیچ آن قرار گیرند. این بدان معنی است که آنزیم‌هایی که دی‌ان‌ای را می‌خوانند و کپی می‌کنند، مانند RNA پلیمراز می‌توانند دی‌ان‌ای AEGIS را درست مانند دی‌ان‌ای طبیعی شناسایی و پردازش کنند.

RNA پلیمراز

کلید این کار در تقلید از روش طبیعت است. پژوهشگران RNA پلیمراز را شناسایی کردند که آنزیمی کلیدی است که دی‌ان‌ای را به RNA تبدیل می‌کند و سپس برای ساخت پروتئین استفاده می‌شود.

پژوهشگران دو نوکلئوتید مصنوعی طراحی کردند که به طور بی عیب و نقصی از هندسه نوکلئوتیدهای طبیعی تقلید می‌کنند. RNA پلیمراز به آسانی این اضافات جدید را هنگام آزمایش پذیرفت و به طور یکپارچه آنها را در رونویسی ادغام کرد.

پژوهشگران آزمایش کردند که آیا RNA پلیمراز باکتری می‌تواند دی‌ان‌ای AEGIS را به RNA رونویسی کند یا خیر و دریافتند که می‌تواند این کار را با دقت و کارایی بالا انجام دهد.

وانگ می‌گوید: این نشان می‌دهد که ماشین‌های بیولوژیکی چقدر قوی و سازگار هستند. حروف مصنوعی ما با تقلید از شکل طبیعی دی‌ان‌ای می‌توانند مخفیانه وارد شوند و برای ساخت پروتئین‌های جدید مورد استفاده قرار گیرند.

این پیشرفت، راه را برای احتمالات هیجان انگیز هموار می‌کند. تصور کنید پروتئین‌هایی با ویژگی‌های سفارشی طراحی شده است که قادر به هدف قرار دادن دقیق تومورها برای درمان سرطان یا مهندسی باکتری‌ها برای سنتز سوخت‌های زیستی سازگار با محیط زیست هستند.

افق‌های وسیع این پروژه فراتر از کاربردهای پزشکی و محیطی به علم مواد و حتی زیست‌شناسی مصنوعی می‌رسد. البته چالش‌ها همچنان باقی هستند. بهینه سازی ترکیب نوکلئوتیدهای جدید، اطمینان از ثبات آنها در ژنوم و رمزگشایی پتانسیل کامل این کد توسعه یافته، زمینه‌هایی برای اکتشاف بیشتر است. با این حال، پایه و اساس بازنویسی واژگان ژنتیکی بنا نهاده شده است.

این کشف نشان دهنده یک جهش مهم در درک ما از نقشه زندگی و نوید آغاز عصر جدیدی از طراحی بیولوژیکی است.

وانگ می‌گوید: این پروتئین‌های جدید می‌توانند در پزشکی، بیوتکنولوژی و مهندسی زیستی کاربرد داشته باشند.

کانال عصر ایران در تلگرام

منبع: عصر ایران

کلیدواژه: پروتئین دی ان ای برای ساخت پروتئین ساخت پروتئین ها دی ان ای

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۳۲۸۶۰۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

سامسونگ در فصل اول ۲۰۲۴ به‌لطف هوش مصنوعی، سود خود را ۱۰ برابر کرد

به گزارش صدای ایران از دیجیاتو،سامسونگ گزارش مالی فصل اول سال ۲۰۲۴ خود را منتشر کرد و از افزایش ۱۰ برابری سود عملیاتی خبر داد. غول فناوری کره جنوبی می‌گوید فروش تراشه‌های حافظه نسبت به سال قبل دو برابر شده و این رشد تحت تأثیر رونق هوش مصنوعی در بازار بوده است.

به گزارش CNBC، سامسونگ الکترونیکس اعلام کرد که در سه‌ماهه نخست ۲۰۲۴ با رشد ۹۳۲.۸ درصدی سود عملیاتی خود روبه‌رو شده و با کسب ۴.۸ میلیارد دلار، فراتر از انتظارات عمل کرده است. همچنین درآمد این شرکت در فصل اول سال جاری میلادی ۱۲.۸۱ درصد بیشتر از سال گذشته بوده است.

افزایش چشمگیر سود سامسونگ در سه‌ماهه نخست ۲۰۲۴

سامسونگ می‌گوید سود عملیاتی کسب‌وکار نیمه‌رسانا ۱.۳۸ میلیارد دلار بوده و برای اولین‌بار از فصل چهارم ۲۰۲۲ به سود رسیده است. این شرکت پیش‌بینی می‌کند که ماه‌های آینده نیز بازار تراشه‌های حافظه پررونق باشد؛ چرا که فناوری‌های زیادی بر پایه هوش مصنوعی مولد در دست توسعه قرار دارند.

سامسونگ برای پاسخگویی به نیاز بازار هوش مصنوعی، اخیراً تولید انبوه تراشه‌های حافظه HBM۳E ۸H و V۹ NAND را آغاز کرده است. این شرکت همچنین درنظر دارد که در سه‌ماهه دوم ۲۰۲۴ دست به تولید انبوه محصولات HBM۳E ۱۲H بزند. سامسونگ می‌گوید توسعه فرایند‌های ۳ و ۲ نانومتری نیز به‌خوبی درحال پیشروی است. پیش‌بینی می‌شود که تولید انبوه تراشه‌های ۲ نانومتری این شرکت در سال ۲۰۲۵ آغاز شود.

در بیانیه سامسونگ آمده است: «انتظار می‌رود که وضعیت کسب‌وکار از نظر تقاضا در نیمه دوم ۲۰۲۴ – به‌خصوص حول هوش مصنوعی مولد – مثبت باقی بماند.» در بخش کسب‌وکار گوشی‌های هوشمند نیز گفته شده است که سامسونگ همچنان به تبلیغ سری گلکسی S۲۴ با قابلیت‌های هوش مصنوعی ادامه خواهد داد.

با توجه به گزارش مالی فصل چهارم ۲۰۲۳ که سامسونگ در آن به ضعیف‌ترین سود سالانه یک دهه اخیر خود رسید، این تغییر روند و افزایش حاشیه سود برای غول فناوری کره جنوبی پیشرفتی نویدبخش محسوب می‌شود.