مهندسی بافت، ترمیم زخم و غضروف با کنترل مسیرهای پروتئین در DNA - مجله گرافیک

به گزارش خبرنگار حوزه فناوری گروه علمی پزشکی خبرنگاران،به نقل از مدیکال اکسپرس، بر اساس مطالعه ای که در مجموعه مقالات آموزشگاه ملی علوم (PNAS) منتشر شده است، محققان رویکرد جدیدی را برای کنترل مجموعه سلسله مراتبی جهت های پروتئین با DNA شناسایی نموده اند.

پروفسور چاد میرکین، دکترای پزشکی در بخش هماتولوژی و انکولوژی، پروفسور جورج بی. شیمی در کالج هنر و علوم واینبرگ نورث وسترن و نویسنده اصلی این مطالعه می گویند این رویکرد ممکن است ساخت مواد پروتئین مصنوعی را تسهیل کند که می تواند برای اهداف مختلف پزشکی و علمی استفاده گردد.

جهت های مونتاژ سلسله مراتبی جدایی ناپذیر از ساختار و عملکرد مواد و سیستم ها در بدن هستند. بلوک های سازنده این جهت ها پروتئین هایی هستند که از نظر شیمیایی برنامه ریزی شده اند تا مراحل مونتاژی را برای سازماندهی و ایجاد ساختار های عملکردی مانند بافت عضلانی یا کلاژن طی نمایند. با این حال به گفته میرکین، تکرار این فرآیند به وسیله برنامه ریزی مصنوعی برای مونتاژ پروتئین ها کار کوچکی نیست.

میرکین که بعلاوه مدیر موسسه بین المللی نانوتکنولوژی، عضو مرکز جامع سرطان رابرت اچ. لوری دانشگاه نورث وسترن، می گوید: برنامه ریزی مصنوعی مونتاژ پروتئین برای انسان فوق العاده سخت است، زیرا سطوح پروتئین ها از نظر شیمیایی پیچیده هستند و پروتئین ها در فعل و انفعالات متعدد و ضعیفی شرکت می نمایند که پیش بینی آن اغلب سخت است.

در مطالعه حاضر، تیم میرکین DNA مهندسی شده مصنوعی را برای راهنمایی مجموعه سلسله مراتبی پروتئین ها و سازماندهی انواع مختلف ساختار های مبتنی بر پروتئین تغییر کاربری داد. با استفاده از طراحی توالی DNA، محققان از واکنش های شیمیایی خاص برای اتصال مصنوعی لیگاند های DNA مختلف به منطقه ها مختلف سطح پروتئین مدل استفاده کردند.

چاد میرکین، دکترا، استاد دانشگاه نورث وسترن می گوید: ما فعل و انفعالات غیرقابل پیش بینی پروتئین به پروتئین را با برهمکنش های قابل پیش بینی و قابل طراحی DNA به DNA جایگزین کردیم تا عمدا تشکیل مواد پروتئینی دو و سه بعدی را کنترل کنیم که با استفاده از روش های دیگر یا طبیعت ساخته نمی شوند.

با تعریف ویژگی، قدرت و فاصله این برهمکنش ها، محققان تشخیص دادند که انتخاب توالی DNA می تواند برای برنامه ریزی ترتیب مراحل مونتاژ و نتایج ساختاری کلی هر مرحله استفاده گردد.

به گفته میرکین، مواد پروتئین-DNA برای بی شمار عملیات و خدمات پزشکی، مانند مهندسی بافت، ترمیم غضروف، ترمیم زخم و تحویل دارو امیدوار نماینده هستند، زیرا می توانند خواصی فراتر از مواد طبیعی داشته باشند.

میرکین گفت: مونتاژ سلسله مراتبی می تواند احتیاج به تحویل مواد مصنوعی بزرگ را دور بزند و در عوض اجازه دهد چنین موادی به طور خودبه خود بر اساس طراحی و در نقطه مورد احتیاج جمع شوند.

بیشتر بخوانید