Çip Üzerinde Yapay Hücre Geliştiriliyor

Çip Üzerinde Yapay Hücre Geliştiriliyor

Basel Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, hücrelerdeki biyokimyasal reaksiyon kademelerini taklit etmek için hassas bir şekilde kontrol edilebilir bir sistem geliştirdiler. Mikro akışkan teknolojisini kullanarak, istenen özelliklerle donatılmış minyatür polimerik (çok uzun zincirli moleküller) reaksiyon kapları üretiyorlar. Bu “çipteki hücre” yalnızca hücrelerdeki süreçleri incelemek için değil, aynı zamanda kimyasal uygulamalar veya tıpta biyolojik aktif maddeler için yeni sentetik yolların geliştirilmesi için de yararlıdır.

Hücreler hayatta kalmak, büyümek ve bölünmek için birbirini takip eden birçok reaksiyonu katalize eden çok sayıda farklı enzime güveniyor. Canlı hücrelerdeki süreçlerin karmaşıklığı göz önüne alındığında, belirli enzimlerin hangi konsantrasyonlarda bulunduğunu ve birbirlerine göre en uygun oranlarının ne olduğunu belirlemek imkansızdır. Bunun yerine, araştırmacılar bu süreçleri incelemek için model olarak daha küçük, sentetik sistemleri kullanıyorlar. Bu sentetik sistemler, canlı hücrelerin ayrı bölmelere bölünmesini taklit ediyor.

Doğal hücrelere yakın benzerlik

Basel Üniversitesi Kimya Bölümü’nden Profesör Cornelia Palivan ve Wolfgang Meier liderliğindeki ekip, bu sentetik sistemleri üretmek için yeni bir strateji geliştirdi. Advanced Materials dergisinde yazan araştırmacılar, kesecikler olarak bilinen ve bir bütün olarak alındığında bir hücre modeli olarak hizmet eden çeşitli sentetik minyatür reaksiyon kaplarının nasıl oluşturduklarını anlatıyor.

Wolfgang Meier, “Geçmişten farklı olarak bu, keseciklerin kendiliğinden birleşmesine dayanmamaktadır.” diye açıklıyor. “Bunun yerine, kontrollü bir şekilde enzim yüklü kesecikler üretmek için verimli mikro akışkan teknolojisi geliştirdik.” Yeni yöntem, araştırmacıların farklı kesecikler boyutunu ve bileşimini değiştirmelerine olanak tanıyor, böylece bir hücrenin farklı bölmelerinde olduğu gibi, birbirlerini etkilemeden içlerinde çeşitli biyokimyasal reaksiyonlar gerçekleşebiliyor.

İstenilen kesecikler üretmek için bilim insanları, çeşitli bileşenleri silikon-cam bir çip üzerindeki küçük kanalların içine takviye ediyor. Bu çipte, tüm mikro kanallar bir bağlantı noktasında bir araya geliyor. Koşullar doğru şekilde yapılandırılırsa, bu düzenleme kesişme noktasında oluşan muntazam boyutlu polimer damlacıklarından sulu bir emülsiyon oluşturur.

Hassas kontrol

Keseciklerin polimer zarı bir dış kabuk görevi görür ve sulu bir solüsyonu çevreler. Üretim sırasında bu kesecikler farklı enzim kombinasyonları ile doldurulur. İlk yazar Dr. Elena C. dos Santos’un açıkladığı gibi, bu teknik bazı önemli avantajlar sağlıyor: “Yeni geliştirilen yöntem, kişiye özel kesecikler üretmemize ve içerideki istenen enzim kombinasyonunu tam olarak ayarlamamıza olanak tanıyor.”

Hücre zarına dahil edilen proteinler, gözenekler olarak işlev görür ve bileşiklerin polimer keseciklerin içine ve dışına seçici olarak taşınmasına izin verir. Gözenek boyutları, yalnızca belirli moleküllerin veya iyonların geçişine izin verecek şekilde tasarlanır, böylece doğada birbirinin yanında yakın bir şekilde yer alan hücresel işlemlerin ayrı ayrı incelenmesine olanak tanır.

Cornelia Palivan, “Yeni sistemin enzimatik reaksiyon süreçlerini incelemek için mükemmel bir temel sunduğunu göstermeyi başardık.” diye açıklıyor. “Bu süreçler, istenen bir nihai ürünün üretimini artırmak için en uygun hale getirilebilir. Dahası, teknoloji, metabolik hastalıklarda rol oynayan veya vücuttaki belirli ilaçların reaksiyonunu etkileyen belirli mekanizmaları incelememize olanak tanıyor. ”

Çeviri: Simge KARA

Kaynak: https://www.unibas.ch/de

8 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
8 + 24 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.