في دراسة جديدة نُشرت في مجلة نيتشر كيمستري، تصف الباحثة في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل، رونيت فريمان، وزملاؤها الخطوات التي اتخذوها لمعالجة الحمض النووي والبروتينات - وهي اللبنات الأساسية للحياة - لإنشاء خلايا تبدو وتتصرف مثل خلايا الجسم. هذا الإنجاز، وهو الأول من نوعه في هذا المجال، له آثار على جهود الطب التجديدي، وأنظمة توصيل الأدوية، والأدوات التشخيصية.
"بهذا الاكتشاف، يمكننا التفكير في هندسة أقمشة أو أنسجة يمكن أن تكون حساسة للتغيرات في بيئتها وتتصرف بطرق ديناميكية"، تقول فريمان، التي يقع مختبرها في قسم العلوم الفيزيائية التطبيقية بكلية الفنون والعلوم بجامعة نورث كارولينا.
تتكون الخلايا والأنسجة من بروتينات تتجمع معًا لأداء المهام وإنشاء هياكل. البروتينات ضرورية لتشكيل إطار الخلية، المسمى الهيكل الخلوي. بدونه، لن تتمكن الخلايا من العمل. يسمح الهيكل الخلوي للخلايا بأن تكون مرنة، سواء في الشكل أو في الاستجابة لبيئتها.
بدون استخدام بروتينات طبيعية، بنى مختبر فريمان خلايا ذات هياكل خلوية وظيفية يمكنها تغيير شكلها والتفاعل مع محيطها. للقيام بذلك، استخدموا تقنية جديدة قابلة للبرمجة تعتمد على الببتيد والحمض النووي توجه الببتيدات، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات، ومواد وراثية مُعاد تخصيصها للعمل معًا لتشكيل هيكل خلوي.
القدرة على برمجة الحمض النووي بهذه الطريقة تعني أن العلماء يمكنهم إنشاء خلايا لخدمة وظائف محددة وحتى ضبط استجابة الخلية للمؤثرات الخارجية بدقة. في حين أن الخلايا الحية أكثر تعقيدًا من الخلايا الاصطناعية التي أنشأها مختبر فريمان، إلا أنها أيضًا أكثر تقلباً وأكثر عرضة للبيئات العدائية، مثل درجات الحرارة الشديدة.
"كانت الخلايا الاصطناعية مستقرة حتى عند 122 درجة فهرنهايت، مما يفتح إمكانية تصنيع خلايا ذات قدرات استثنائية في بيئات غير مناسبة عادة للحياة البشرية"، تقول فريمان.
https://www.nature.com/articles/s41557-024-01509-w
