به گزارش ثریا - دانشمندان جدر یک پیشرفت که زیستشناسی و مهندسی را در هم میآمیزد، سلولهایی مصنوعی ساختهاند که ساعت داخلی و طبیعی بدن را تقلید میکنند.
دانشمندان «دانشگاه کالیفرنیا مرسد»(UC Merced)، «وزیکولهای»(vesicles) مصنوعی کوچکی طراحی کردند که با ریتم ثابت ۲۴ ساعته میتپند. این شاهکاری است که «چرخه زیستشناختی»(circadian rhythms) حاکم بر خواب، متابولیسم و سایر فرآیندهای حیاتی در موجودات زنده را منعکس میکند.
«چرخه زیستشناختی» یا «چرخه بیولوژیکی»، یک چرخه تقریباً ۲۴ ساعته در فرآیندهای زیستشیمیایی، فیزیولوژیکی یا رفتاری جانداران زنده، شامل گیاهان، جانوران، قارچها و سیانوباکتریها است. اختلال در این چرخه میتواند زمینهساز بیماریهای بسیاری در انسان شود.
«وزیکول» یا «ریز کیسه»، یک حباب درون یا بیرون سلول است که حاوی مایع یا سیتوپلاسم بوده و پوسته آن یک غشای دولایه لیپیدی است.
به نقل از آیای، سلولهای مصنوعی ساخته شده در این دانشگاه، درست مانند نمونههای واقعی با ریتم کامل ۲۴ ساعته میتپند. همچنین یافتههای این تیم نشان میدهد که ساعتهای بیولوژیکی حتی در محیط پر سر و صدا و متغیر درون سلولها چقدر میتوانند پایدار باقی بمانند.
این مطالعه توسط «آناند بالا سوبرامانیام»(Anand Bala Subramaniam) پروفسور زیستمهندسی و «اندی لیوانگ»( Andy LiWang) پروفسور شیمی و زیستشیمی همراه «الکساندر ژانگ تو لی»(Alexander Zhang Tu Li) دانشجوی دکترا سرپرستی شد.
سلولهای کوچک همراه ریتمی عظیم
این تیم برای درک اینکه چه چیزی باعث دقت ساعتهای بیولوژیکی میشود، ساعت بیولوژیکی «سیانوباکتریها» (cyanobacteria) را در «وزیکولهای» ساده و شبه سلولی بازسازی کردند. یکی از پروتئینهای اصلی با نور فلورسنت برچسبگذاری شد و باعث شد سلولهای مصنوعی با ریتم روزانه همگام شوند و بدرخشند. این تیم دریافت که این درخشش تنها تحت شرایط خاص حداقل به مدت چهار روز ادامه داشت.
«سیانوباکتریها» که با نام «سیانوفیتها» نیز شناخته میشوند، شاخهای از باکتریهای گِرَم منفی هستند.
هنگامی که «وزیکولهای» کوچکتر ساخته شدند یا تعداد پروتئینهای ساعت داخل آنها کاهش یافت، این ریتم از بین رفت. مهمتر از آن، این فروپاشی از یک الگوی قابل تکرار پیروی کرد و بینشی در مورد آنچه سامانههای زمانبندی «چرخه زیستشناختی» را به طور روان حفظ میکند، ارائه داد.
دانشمندان برای کاوش بیشتر، یک مدل محاسباتی ساختند که نحوه رفتار ساعتهای مصنوعی را در شرایط مختلف شبیهسازی میکرد. این مدل نشان داد که پایداری ساعت با غلظت بالاتر پروتئینها بهبود مییابد که نشان میدهد چرا موجودات ممکن است برای حفظ زمان به طور قابل اعتماد، مقادیر زیادی از این مولکولها را ذخیره کنند.
«سوبرامانیام» گفت: این مطالعه نشان میدهد که ما میتوانیم اصول اساسی زمانبندی بیولوژیکی را با استفاده از سامانههای ساده شده و مصنوعی، بررسی و درک کنیم.
سلولهای زمانبندی شده
این مدل همچنین با نور، همگام و روشن شد. این مطالعه نشان داد که در حالی که برخی اجزای ژنتیکی، به خصوص آنهایی که مسئول روشن و خاموش کردن ژنها هستند، برای حفظ زمان در یک سلول منفرد ضروری نیستند، اما نقش حیاتی در همگامسازی ساعتها در سراسر جمعیت بزرگتری از سلولها ایفا میکنند.
«مینگسو فنگ»(Mingxu Fang) استاد میکروبیولوژی در «دانشگاه اوهایو»(Ohio) گفت: ساعت «چرخه زیستشناختی» این باکتریها به واکنشهای زیستشیمیایی کندی متکی است که ذاتاً پر سر و صدا هستند.
وی افزود: این مطالعه جدید روشی را برای مشاهده واکنشهای بازسازی شده ساعت در «وزیکولهایی» با اندازه قابل تنظیم که ابعاد سلولی را تقلید میکنند، معرفی میکند. این ابزار قدرتمند امکان آزمایش مستقیم چگونگی و چرایی اتخاذ استراتژیهای زمانبندی متمایز توسط موجودات با اندازههای سلولی متفاوت را فراهم میکند و از این رو درک ما از مکانیسمهای زمانبندی بیولوژیکی در سراسر اشکال حیات را عمیقتر میکند.
این مطالعه فراتر از ارائه پنجرهای به نحوه مدیریت زمان توسط سلولها، درهای جدیدی را در زیستشناسی مصنوعی باز میکند. توانایی مهندسی سامانههای مصنوعی با ساعتهای داخلی قوی میتواند کاربردهای گستردهای از طراحی داروهای خودتنظیمکننده که داروها را طبق یک برنامه زمانبندی شده آزاد میکنند تا ساخت ماشینهای بیولوژیکی که همگام عمل میکنند یا به محرکهای خارجی مانند نور یا دما واکنش میدهند، داشته باشد.
این یافتهها در مجله Nature Communications منتشر شده است.
منبع : ساعت بیولوژیکی بدن
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار میکنند
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی
نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد میکند
قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد
تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک
نزاع حجاب، از ابتدا نزاع بر سر قدرت زن بود
البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز
توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان
جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵
غرامت ۱۸ میلیارد دلاری متا برای فرار از شکایت ایالتهای آمریکا
واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن
نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد
موبایلهای آینده چگونه تغییر میکنند؟
از خیالپردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت
محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه میرود
در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان
پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن
تاکید بر نقش هنرستانها در مقابله با چالشهای جنگ اقتصادی
کاظمی: دشمن تلاش میکند تا دولتها را از صف مردم جدا کند
امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی
پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد
نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد
جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی
دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد
آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ از امروز
سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی
روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی
«حبیبی یا نبی»؛ نغمهای برای پیامبر رحمت
ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت
«کوری» از پروندههای قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟
رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دستخط قاتل را تقلید کرد؟
برای پویایی صنف باید صدای جوانها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد
نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر میشود
وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار میکند
ایرانیخوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد
«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت
وقف رقیب اقتصاد کشور نیست
بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار میشود
دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم
تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی
تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت
برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف
شرقشناسی بدون ایرانشناسی، امکان یا امتناع؟
متن نوبتدهی آرایشگاه برای عید؛ نمونههایی برای جذب مخاطب
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
راهنمای ثبتنام پذیرفتهشدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد
پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس
بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟
ابنشهرآشوب روایات را دستکاری میکرد؟
تشخیص زودهنگام سرطان سینه با طراحی یک نانوزیستحسگر در دانشگاه تهران
استکبار جهانی به زبالهدان تاریخ میپیوندد؛ خونخواهی رهبر شهید حق ماست
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
جدیدترین تصویر از آیت الله سیستانی
صعود دانشجوی دانشگاه آزاد به بام ایران با یاد دانشمند شهید دکتر طهرانچی +عکس
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حمله هکرهای ایرانی یک واحد تولید برق را در انگلیس تعطیل کرد
شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد
واکنش قالیباف به جنگ اقتصادی ترامپ و داردستهاش+عکس
کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد
کلید اولیه آزمونهای سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
مسجد سوخته کوی نصر بازسازی و افتتاح شد
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
افتخارآفرینی دانشآموزان ایرانی در رقابت بینالمللی نوآوری فیزیک مالزی
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
کلید اولیه آزمونهای سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد
کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد
نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود
پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور
دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام میشود/ کلاسها حتما حضوری است
جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ از امروز
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریهپرداز دانشگاه الزهرا(س)
کاظمی: فرهنگ ایثار و شهادت، مزیت رقابتی ما در برابر دنیای استکبار است
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
ابنشهرآشوب روایات را دستکاری میکرد؟
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
افتخارآفرینی دانشآموزان ایرانی در رقابت بینالمللی نوآوری فیزیک مالزی
شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد
خدمات مرکز مشاوره دانشگاه علم و صنعت حضوری شد
راهنمای ثبتنام پذیرفتهشدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.