باکتری سایبورگ، ترکیب باورنکردنی ماشین و موجود زنده میکروسکوپی

طبق بررسی‌ها و مطالعات اخیر، دانشمندان موفق به کاشت یک داربست هیدروژلی مصنوعی در داخل باکتری‌ها به منظور تولید سلول‌های سایبورگ نیمه‌مصنوعی شده‌اند. آنها امیدوارند که در آینده نزدیک بتوانند از این سلول‌های سایبورگ، به‌عنوان ربات‌های کوچکی درعلم پزشکی و در زمینه پاک‌سازی محیط‌زیست و همچنین تولیدات صنعتی بهره ببرند.

به گزارش خبر آنلاین؛ این داربست‌ها، علاوه بر سخت‌تر کردن سلول‌ها، توانایی آنها در تکثیر را از بین می‌برند و بدین ترتیب می‌توان این سلول‌ها را بهتر از باکتری‌های زنده اصلاح شده ژنتیکی کنترل کرد. درعین حال توان تولید سلول‌های سایبورگ در مقایسه با سلول‌های کاملا مصنوعی با پیچیدگی‌های مشابه، راحت‌تر خواهد شد.

چیمنگ تان، زیست‌شناس مصنوعی از دانشگاه کالیفرنیا که یکی از نویسندگان این مقاله است دراین باره گفته:« ما هیچ وقت فکرش را هم نمی‌کردیم که این کار موثر باشد. وقتی یک ماتریکس ژل را وارد یک سلول می‌کنید، در اکثر مواقع به این فکر می‌کنید که با این کار سلول را می کُشید.» ولی اعضای این تیم تصمیم گرفتند تا این مورد را آزمایش کنند.

محققان برای ساخت یک ربات بیولوژیک، معمولا کد ژنتیکی یک میکروب زنده را هک می‌کنند تا ارگانسیم‌ها را با هدف مدنظر خودشان تطبیق دهند. ولی تجربه میلیاردها سال تکامل به میکروب‌ها آموخته که کاری که آنها را به خطر می‌اندازد را انجام ندهند؛ این شرایطی آزاردهنده برای زیست‌شناسان مصنوعی که قصد دارند تا سلول‌ها را به تولید مواد شیمیایی ارزشمند ولی سمی و یا انجام کارهای خطرناک دیگر وا دارند، خواهد بود.

کیت آدامالا، زیست‌شناس مصنوعی دانشگاه مینه‌سوتا که در این تحقیق شرکت نداشت دراین رابطه گفت:« سلول‌ها احمق نیستند و کاری انجام نمی‌دهند که مانع از تقسیم یا رشد بهترشان شود. این هم نوعی مدل کسب و کار آنهاست.»

البته از آنجایی که سلول‌های کاملا مصنوعی تکثیر نمی‌شوند و یا غریزه بقا ندارند، کنترلشان آسان‌تر از سلول‌های زنده است. اما گاهی سخت است بتوان آنها را به اندازه کافی تبدیل به سلول‌های پیچیده‌ای کرد که بتوانند کارهای سخت را انجام دهند. تان در این باره گفته:«از نظر پیچیدگی، این سلول‌های مصنوعی با سلول‌های طبیعی همخوانی ندارند.»

برای تولید سلول‌های سایبورگ، محققان به باکتری زنده اشرشیاکُلی (Escherichia coli یا به اختصار E Coli)، هیدروژل تزریق کردند. تان این را به توده متراکمی از گره‌های مولکولی مرطوب تشبیه کرده است. این اقدام تقویتی، سلول‌ها را محکم‌تر کرده و این فرصت را برایشان فراهم می‌کند تا در مقابل عوامل استرس‌زای سمی که باکتری معمولی E Coli را می‌کشد، دوام بیاورند.

این سلول‌ها به نوعی، بین سلول‌های طبیعی و مصنوعی هستند: آنها نمی‌توانند تکثیر شوند ولی در عین حال عملکرد و متابولیسم طبیعی خواهند داشت.

این تیم تحقیقاتی به علاوه نشان داد که می‌توان سلول‌های سایبورگ را با مدارهای ژنتیکی (مدارهای ژنتیکی مجموعه‌ای از ژن‌ها هستند که به سلول‌ها اجازه می‌دهند تا محاسبات ساده‌ای را انجام دهند) برنامه‌ریزی کرده و آنها را مجهز به ژن‌هایی کرد که به آنها در مسیر حمله کردن به سلول‌های تومور کمک می‌کنند.

محققان قبلا هیدروژل را در سلول‌های کاملا مصنوعی وارد کرده بودند ولی طبق گفته آدامالا، کنترل ترکیبات هیدروژل در سلول‌های زنده واقعا سخت است. تان هم گفته که اعضای این گروه به صورت کاملا تصادفی به هیدروژل صحیح و مناسب برای این کار دست یافتند و چندین ماه زمان صرف کردند تا بتوانند به‌صورت دقیق روش کار را دریابند تا باکتری بتواند بعد از تزریق هیدروژل زنده بماند.

تان و آداما معتقدند که تبدیل دیگر انواع سلول‌ها به سایبورگ می‌تواند اقدام موثری باشد؛ مثلا مخمر، قارچی است که می‌تواند پروتئین‌هایی را تولید کند که باکتری قادر به ساختشان نیست. در حال حاضر تیم تان در حال کار کردن برروی برنامه‌ریزی باکتری‌های سایبورگ هستند تا با اتکا به آنها واکسن‌هایی ساخته و از این باکتری‌ها به‌عنوان نابود کننده‌های کوچکی برای سلول‌های سرطانی بهره ببرند.

منبع: scientificamerican

تماشاخانه

هیجان و جنون یکی از پرفرازونشیب‌ترین روزهای خرید / بلک فرایدی یا جمعه سیاه چطور به وجود آمد؟ (فیلم)

شکوه فرش ایرانی دوره صفوی را در اروپا ببینید (فیلم)

فیلم های دیگر