Hücreleri Moleküllerini Organize Edecek Şekilde Programlamak Yeni Tedavilere Kapı Açabilir.
Araştırmacılar, hücrelere yeni genleri ifade edecek ve belirli proteinleri üretecek şekilde tasarlayarak, hücrelere çalışacakları yeni parçalar verebilirler. Ancak, hücrelere bu yeni parçaların nasıl organize edileceği ve kullanılacağı konusunda talimatlar vermek çok daha zordur. Şimdi, Wisconsin-Madison Üniversitesi araştırmacılarının yeni araçları bu sorunu aşmak için yenilikçi bir yol sunuyor.
Araştırmaları Cell dergisinde yayımlandı.
Bir hücrenin yaptığı her şey, moleküllerin hücre içinde nasıl organize olduğuna bağlıdır. Hücrelerimizin içinde -tüm hücrelerde- proteinler ve diğer moleküller, hücresel işlevleri yerine getirmek için organizasyon ve yeniden düzenlemeye tabi tutulur. Farklı güzergahları boyunca planlanmış aralıklarla hareket eden bir banliyö treni filosu gibi, bir hücre içindeki proteinler de karmaşık ama öngörülebilir işlevleri yerine getirmek için zaman ve mekan içinde organize olurlar.
Bir hücre içindeki molekülleri organize etme ihtiyacı canlı organizmalar arasında evrensel olsa da, bu organizasyondan sorumlu spesifik proteinler ve mekanizmalar değişiklik gösterir. Örneğin, bakteri hücrelerine özgü bir sistemde, MinDE olarak bilinen MinD ve MinE proteinleri hücre zarı boyunca birbirleriyle etkileşime girerek hücre içindeki moleküllerin hareketine yardımcı olan dalga benzeri desenler üretir.
Moleküller bir hücre içinde düzgün bir şekilde organize olmadığında, hücrelerin eşit olmayan bir şekilde bölünmesi ve hücreler içinde ve arasında uygunsuz iletişim gibi ciddi sonuçlar doğurabilir; bunların her ikisi de gelişim bozuklukları ve kanser gibi hastalıklarla ilişkilidir.
Kısacası, hücrelere bazı yeni parçaları nasıl vereceğimizi biliyoruz, ancak bunların nasıl organize edileceği ve kullanılacağına ilişkin talimatları sağlamak çok daha zor.
Moleküllerin organize olduğu ve birbirleriyle etkileşime girdiği mekanizmalar binlerce yıllık evrim sürecinde ince ayarlardan geçirilmiştir. Bilim insanları yeni moleküller üretmek üzere hücre mühendisliği yaptıklarında, hücrelerin bu yeni molekülleri diğer doğal hücresel işlevleri istemeden bozmadan kullanmalarını sağlamak zordur.
UW-Madison’daki biyokimyacılar, diğer proteinleri rahat bırakırken memeli hücrelerindeki belirli proteinlerin hareketini ve organizasyonunu kontrol etmek için bir araç geliştirdiler. Geliştirdikleri yeni araç, yalnızca bakterilerde bulunan ve memeli hücresel işlevine müdahale etmeyen MinDE proteinleri arasındaki etkileşimlerden türetilen dalga ve salınımlardan yararlanıyor.
Araştırmacılar, MinDE proteinleri ve ilgili proteinler arasındaki etkileşimleri tasarlayarak, memeli hücrelerindeki molekülleri düzenlemek ve hücresel davranışları ve işlevleri tetiklemek için oldukça belirli modeller oluşturdular. Araç, araştırmacıların uyaranlara yanıt olarak kalıpları değiştirmelerine ve değiştirmelerine olanak tanıyarak, esasen molekülleri bir hücre etrafında zaman içinde belirli konumlara hareket edecek şekilde programlamalarını sağlar.
Bu yenilikçi araç, belirli hücresel faaliyetlerin mühendisliğiyle ilgilenen veya canlı bir organizmada hücresel faaliyeti inceleyen bilim insanları için birçok potansiyel kullanıma sahiptir.
MinDE proteinlerinin oranını kontrol etmek, araştırmacıların bir hücrede moleküllerin nasıl organize edildiğini belirleyen hareket kalıpları tasarlamalarına olanak tanıyor; bu da hareket etmek veya diğer hücrelerle iletişim kurmak gibi hücresel faaliyetleri düzenlemek için kullanılabilir.
Hareket kalıplarındaki çeşitlilik hücresel aktiviteyi incelemek için de kullanılabilir. MinDE proteinlerinin her oranı benzersiz bir salınım deseni yaydığından, proteinler bir grup hücreye yerleştirilerek her hücreye kendi desenini verebilir – araştırmacıların her hücreyi daha kolay gözlemlemesini sağlayan bireysel bir işaret.
Bilim insanları ayrıca, her bir hücrenin şekli, konumu ve sinyal aktivitesi hakkında bilgi edinmek amacıyla hücrenin sinyal kalıplarını analiz etmek için benzersiz kalıpları kullanabilirler. UW-Madison’un Coyle Laboratuvarı araştırmacıları bu aracı bir FM radyo kadranına benzetiyor, çünkü çok hücreli bir sistemde her hücrenin yaydığı benzersiz verileri ayarlamalarına izin veriyor, bu da genellikle çok zor bir görev.
Coyle Laboratuvarı, yanlış giden hücresel davranış ve işlevin klasik bir örneği olan tümörlerdeki sinyal yollarının dinamiklerini incelemek de dahil olmak üzere aracın uygulamalarını keşfetmeye devam etmeyi planlıyor.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Hücreleri Moleküllerini Organize Edecek Şekilde Programlamak Yeni Tedavilere Kapı Açabilir.
Bilim İnsanları Pirinç Tanelerinin İçinde Sığır Eti Yetiştirerek Yeni Hibrit Gıda İcat Etti
Bilim İnsanları Pirinç Tanelerinin İçinde Sığır Eti Yetiştirerek Yeni Hibrit Gıda İcat Etti