تقنية

نجاح بناء نموذج كامل لخلية حية للمرة الأولي

اتخذ المهندسون الحيويون الأمريكيون من معهد Craig Venter وجامعة إلينوي في Urbana-Champaign ، جنبًا إلى جنب مع زملائهم الألمان ، خطوة مهمة أخرى في فهم لغز الحياة من خلال إنشاء محاكاة كمبيوتر مفصلة لأحدث ميكروب بسيط.

 

قالت زيدا لوتي شولتن ، الكيميائي في جامعة إلينوي: “لقد طورنا نموذجًا حركيًا كاملًا ثلاثي الأبعاد لخلية حية صغيرة تحاكي تمامًا العمليات التي تحدث في خلية حقيقية”.

“يوفر نموذجنا نافذة على الأعمال الداخلية للخلية ، ويوضح كيف تتفاعل جميع مكوناتها وتتغير استجابةً للمحفزات الداخلية والخارجية. سيساعدنا هذا النموذج – ونماذج أخرى أكثر تعقيدًا – على فهم المبادئ الأساسية للحياة بشكل أفضل “.

قادت لوتي شولتن فريقًا من الباحثين الذين حللوا التغيرات الجينية والأيضية والهيكلية المتنوعة التي تحدث في ثقافة تكاثر البكتيريا الاصطناعية ، والتي يشار إليها باسم JCVI-syn3A.

 

لا تزال محاكاة عمل أبسط الكائنات ذات الأصل الطبيعي ، مثل الأنواع المختلفة من الميكوبلازما أو الميكروب الشائع جدًا Escherichia coli ، تتطلب تبسيطًا كبيرًا لمحاكاة عمل أنظمتها الفرعية العديدة. لا يزال تجميع مجموعة كاملة من الأوصاف التفصيلية للكائن الحي بأكمله ، من الجينات إلى التغذية ، غير ممكن حتى بالنسبة لهذه البكتيريا البسيطة نسبيًا.

بعد إزالة العدد الأقصى من الجينات من Mycoplasma mycoides ، وهي بكتيريا صغيرة من جنس Mycoplasma ، بتلقي شكل حياة اصطناعي مبسط على وشك البقاء ، لكنه لا يزال قادرًا على التغذية والتكاثر.

هذا النموذج ، المشار إليه باسم JCVI-syn1.0 ، تم استبداله قريبًا بـ JCVI-syn3.0  الأبسط.

احتوت هذه النسخة المحدثة على 531 كيلو بايت فقط ، مقسمة إلى 473 جينًا. نظرًا لأن المختبر يوفر جميع احتياجاتها الغذائية ، فقد تُرك جينومها العاري للعناية بالتكاثر والنمو ، ولا شيء آخر. ومع ذلك ، لم يكن JCVI-syn3.0 مستقرًا تمامًا ، وتم إدخال العديد من الجينات لاحقًا مرة أخرى ، مما أدى إلى النسخة النهائية من الخلية المصغرة JCVI-syn3A.

 

يمتلك مبتكروه فكرة واضحة عن الجينات التي تحتويها خليتهم الاصطناعية ، على الرغم من أنهم ما زالوا يحاولون معرفة بالضبط مسؤولية كل منهم ، وهذا هو المكان الذي يجب أن يساعدهم فيه نموذج الكمبيوتر الجديد.

الآن بعد أن تم التحقق من صحة محاكاة نمو وتطور JCVI-syn3A ، يمكن للباحثين توسيع نطاقها مرة أخرى لمعرفة كيفية تأثير الجينات المختلفة على وظائف خلوية معينة.

زر الذهاب إلى الأعلى

اكتشاف المزيد من رأي الأمة

اشترك الآن للاستمرار في القراءة والحصول على حق الوصول إلى الأرشيف الكامل.

Continue reading