ويمكن استخدام النظام لإجراء آلاف الاختبارات للتعرف على الفيروسات، بالإضافة إلى الدراسات المصممة لإيجاد طرق لاحتوائها
إن العلماء الذين يسعون إلى تطوير اختبارات للتعرف على الفيروسات، أو الأدوية أو اللقاح ضد الفيروس، مطالبون، أولا وقبل كل شيء، بمعرفة بنية الفيروس قيد الدراسة. لكن بالطبع، عندما يتعلق الأمر بالفيروسات العنيفة، فإن العمل مع فيروسات حقيقية ينطوي على مخاطر كبيرة. البروفيسور روي بار زيف، العالم الدكتور شيرلي شولمان دوبا، طالب البحث (آنذاك) الدكتور أوهاد وانشيك وطالب البحث يفتاح ديفون في قسم الفيزياء الكيميائية والبيولوجية في معهد وايزمان للعلوم يصفون كيف واجهوا التحدي في طريقة أصلية. لقد قاموا بإنشاء خلايا اصطناعية - نوع من الدمامل الميكرومترية - التي تم "نحتها" في شريحة السيليكون. وفي الجزء السفلي من "غمازات" الخلايا الاصطناعية، حدد العلماء خيوط الحمض النووي الكثيفة. وفي محيط "الخلايا"، وضعوا نوعًا من "الطبقات" من المستقبلات التي تربط البروتينات التي ينتجها النظام. في بداية العملية، حقن العلماء في الخلايا الاصطناعية محلولا يحتوي على الجزيئات والإنزيمات التي "تقرأ" المعلومات الوراثية في خيوط الحمض النووي وتنتج البروتينات وفقا لها. وفي الخطوة التالية - التي تتم دون تدخل بشري - ترتبط المستقبلات التي وضعها العلماء حول محيط الخلايا الاصطناعية، بأحد بروتينات الفيروس المتكون في الخلية. وفي وقت لاحق، تتحد بروتينات الفيروس الأخرى مع بعضها البعض وتشكل معًا الهياكل التي سعى العلماء إلى إنشائها - في هذه الحالة، أجزاء صغيرة من نوع خاص من الفيروسات التي تهاجم البكتيريا ("العاثيات"). يتم نشر نتائج البحث اليوم في مجلة Nature Nanotechnology.
يقول البروفيسور بار زيف: "لقد اكتشفنا أنه يمكننا التحكم في عمليات التجميع وكفاءتها والمنتجات التي سيتم تجميعها في خلايانا الاصطناعية - من خلال التخطيط والتصميم الدقيق للبنية الهندسية لهذه "الخلايا". بالإضافة إلى ذلك، فإن التغيرات في مواقع الجينات ومجموعاتها المختلفة تحدد في الواقع البروتينات التي ستنتجها الخلية، وبالتالي ما الذي ستجمعه وتنتجه منها. يضيف الدكتور وانشيك: "إن حقيقة أن هذه "خلايا اصطناعية ميكرومترية" تسمح لنا بوضع عدد كبير من الخلايا الاصطناعية على شريحة واحدة، ومن خلال تصميم مختلف، جعلها بحيث يمكن تشغيل خلايا مختلفة في نفس "الشريحة" سوف يؤدي مهام مختلفة."
الخلايا الاصطناعية: غمازات ميكرومترية تم "نحتها" في شريحة السيليكون
إن ميزات النظام التي طورها علماء المعهد والقدرة على إنشاء العديد والعديد من الأجزاء الصغيرة والمختلفة من الفيروسات في وقت واحد قد تسمح للعلماء، في جميع أنحاء العالم، بإنشاء واختبار أدوية ولقاحات مختلفة ضدها. يقول ديفون: "هذه التجارب، التي ستعتمد على أجزاء صناعية - وليس على مكونات الفيروس الحقيقي - سيتم إجراؤها بمستوى عالٍ من الأمان بشكل خاص". ويضيف الدكتور شولمان دوبا: "التطبيق المستقبلي الآخر المحتمل لهذا النظام هو إجراء آلاف الاختبارات الطبية في نفس الوقت، وبطريقة سريعة وفعالة".
وساهم في البحث علماء من معهد ماكس بلانك في بوتسدام بألمانيا وجامعة مينيسوتا بالولايات المتحدة الأمريكية.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
مثيرة جدًا للاهتمام، تذكرنا بثيرانوس كثيرًا...