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
هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است
آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید
صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل میشوند
شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیسایکس» آغاز شد
جدیدترین خبر از وضعیت فاطمه شکری بازیگر پیشکسوت
اکران فیلم استخر سروش صحت به تعویق افتاد
سری جدید انیمیشن «داستان اسباببازی» همه رقبا را کنار زد
پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان
شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد
فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی
زیرساختهای فرسوده ناسا دیگر پاسخگوی ماموریتهای «آرتمیس» نیستند
راز کندی تنبلها کشف شد
تأثیر پنهان طعمهای محبوب سیگار الکترونیکی بر قلب را جدی بگیرید
آیا خاطرات را میتوانیم بخوریم؟
عکس روز ناسا از ماراتن مریخ منتشر شد
کاروان دانشآموزی ایران با بهترین شرایط به ژیمنازیاد اعزام شود
دستورالعمل فعالیتهای تابستانی مدارس ابلاغ شد
کلاسهای جبرانی تابستانی دانش آموزان از ۱۵ تیرماه آغاز میشود
راه حل مقابله با مصرف مواد مخدر در محیطهای دانشگاهی
صدور حکم اخراج دانشجوی امیرکبیر به دلیل اهانت به پرچم ایران
حضور ۱۱ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی کیواس ۲۰۲۷ ؛ دانشگاه تهران در صدر جدول
قرار بود ششم تیر و روز ترور آخرین روز جمهوری اسلامی باشد
تجلیل از گری اولدمن در جشنواره تلویزیونی بریتانیا
رسالت تداوم نهضت عاشورا و تاریخنگاری زنده سیره تبلیغی امام سجاد(ع)
برگزاری ۵ شب عزاداری در دانشگاه تهران در دهه دوم ماه محرم
نگاهی به وضعیت معنویت انیمیشن کودکان در سه الگوی، دیزنی، پیکسار و جیبلی
پوشش بیش از ۱۰۰۰ رسانه برای مراسم عاشورای کربلای معلی
مصاحبه دوره دکتری دانشگاه آزاد از امروز آغاز میشود
توسعه تعاملات دانشگاههای ایران و کشورهای عضو اکو در دستور کار
ایران به دانش فنی ساخت «مغز مصنوعی» دست یافت
در عصری هستیم که سرعت،فضیلت شده است/بحران معنایی انسان معاصر از کجاست؟
فراخوان کسب دانش فنی ساخت یک قطعه مهم در صنایع حساس و راهبردی
ثبتنام مدارس باید بر اساس محدوده محل سکونت انجام شود
زیارت تبلیغاتی صدام در عتبات/ سقوط یک سناریو توسط اسرای ایرانی
چرا امام حسین (ع) به پا خاست؟
تل زینبیه به روی بانوان زائر کربلا بازگشایی شد
اگر امام را نشناسیم، غربال خواهیم شد
هوش مصنوعی آنتروپیک شکاف در سیستمهای دولت آمریکا را شناسایی کرد
امروز آخرین فرصت ثبت نام در پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
ارسال آییننامه جامع مدیریت دانشگاهها به شورای عالی انقلاب فرهنگی
آغاز پویش «کارت نشاط» برای حمایت از دانشآموزان
آموزش و پرورش: شرایط ثبتنام دانشآموزان اتباع اعلام خواهد شد
نتایج نقل و انتقالات فرهنگیان شنبه اعلام میشود
ابررایانه چینی از رقبای آمریکایی پیشی گرفت
خوابگاههای علوم پزشکی تهران میزبان مهمانان مراسم تشییع پیکر رهبر شهید
برنامه زمانی امتحانات دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تغییر کرد
حضور وزیر علوم در آیین عاشورای حسینی در زینبیه استانبول
آماده تسهیل فرآیندهای اداری و حمایت از ابتکارات نوآورانه هستیم
ظرفیت ۶۸ هزار نفری پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ اعلام شد؛ ثبتنام تا شنبه ۳۰ خرداد
نقش شهادت در آثار محمدعلی نادری؛ وقتی قلمو با زبان درد سخن میگوید
شرایط بهرهمندی مؤسسات قرآنی از نرخ صفر مالیاتی ابلاغ شد
نگاهی دوباره به ایران از دریچه «باد صبا»؛ میراثی که از دیروز بهجا ماند
پیام تسلیت مدیرعامل مرکز گسترش به مناسبت درگذشت یک مستندساز
شاپور رحیمی خواننده و نوازنده پیشکسوت درگذشت
روایت احساسات در بطن تصاویر؛ محدودیتها مانع ثبت جنایات جنگ شدهاند
تام کروز ۴۶ سال حضورش در سینما را با یک کلیپ یادآوری کرد
حقوق طبیعی امام حسین (ع) در آخرین موعظه ایشان
ماجرای پیشگویی امام علی(ع) درباره کربلا و شهادت امام حسین(ع) چه بود؟
کل خیر فی الحسین؛ بزرگترین خسارت جدایی از حسین (ع) است
اسکار از ۵۲۹ نفر برای عضویت دعوت کرد؛ از نگار اسکندرفر تا جیکوب الوردی
آموزش تدبر در قرآن ویژه کارکنان دولت اجرایی میشود
تابلوی ۶۰۰ ساله تایلندی، سند تاریخی پیشینه آئینهای حسینی
بشارت امام صادق (ع) به پیرمرد ۱۰۰ ساله؛ کلید رستگاری در دنیا و آخرت
انتقاد از یک بازیگر و کمدین برای حضور در مراسم ترامپ؛ با فاشیستها عکس نگیر!
مجموعه کامل فیلمهای استنلی کوبریک در یک بسته خاص عرضه میشود
عاشورا و پیوست فرهنگی ایران؛ از سوگ شیعی تا سرمایه انسجام ملی
تاثیر حرف مردم بر سرنوشت یک دختر؛ ایده «مرجان» از کجا پیدا شد؟
سیره امام حسین(ع) آمیزهای از تدبیر دینی و سیاسی و اخلاق اجتماعی بود
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
از گاندی تا کارلایل، همه مرید حسین (ع)
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
مدارک مورد پذیرش برای آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی اعلام شد
دانشگاه آزاد شرایط امتحانات پایانترم دانشجویان ارشد و دکتری در شهر محل سکونت را اعلام کرد
چمران هنوز زنده است
مهلت ثبتنام در کاروان قرآنی اعزامی به اربعین تا ۵ تیرماه
همانگونه که جسم به روزی مادی نیاز دارد، روح نیز به معرفت محتاج است
گوشوارههایی که تاریخ فراموششان نکرد
«حسینیه بهشت»، پیوند خانههای شهدا با خیمههای عاشورا
این ۳ کارگردان معروف برای تشییع رهبر شهید مستند میسازند
مخاطب از دیدن این سریال تکراری خسته نمیشود؛ جادوی «مختارنامه» چیست؟
یک فهرست متفاوت از بهترینهای سال ۲۰۲۶ در نیمه راه؛ مستقلها پیشتازند
آیا ماجرای ازدواج حضرت قاسم (ع) در کربلا صحت دارد؟
توییت جدید محمدباقر قالیباف با انتشار صحنه سیو بیرانوند+عکس
ماشین ثروتاندوزی امویان؛ از باندبازی تا احیای هدایای نوروزی
بشارت امام صادق (ع) به پیرمرد ۱۰۰ ساله؛ کلید رستگاری در دنیا و آخرت
امروز آخرین فرصت ثبت نام در پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
مجریان تراز زبان فارسی معرفی شدند؛ پدافند زبانی با اجرا!
برنامه زمانی امتحانات دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تغییر کرد
تاثیر حرف مردم بر سرنوشت یک دختر؛ ایده «مرجان» از کجا پیدا شد؟
عکس | جایزه بهترین بازیکن دیدار در دستان علی بیرو
خوابگاههای علوم پزشکی تهران میزبان مهمانان مراسم تشییع پیکر رهبر شهید
تابلوی ۶۰۰ ساله تایلندی، سند تاریخی پیشینه آئینهای حسینی
ظرفیت ۶۸ هزار نفری پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ اعلام شد؛ ثبتنام تا شنبه ۳۰ خرداد
نقش شهادت در آثار محمدعلی نادری؛ وقتی قلمو با زبان درد سخن میگوید
آماده تسهیل فرآیندهای اداری و حمایت از ابتکارات نوآورانه هستیم
ارسال آییننامه جامع مدیریت دانشگاهها به شورای عالی انقلاب فرهنگی
از گاندی تا کارلایل، همه مرید حسین (ع)
مجموعه کامل فیلمهای استنلی کوبریک در یک بسته خاص عرضه میشود
حضور وزیر علوم در آیین عاشورای حسینی در زینبیه استانبول
آموزش تدبر در قرآن ویژه کارکنان دولت اجرایی میشود
ابررایانه چینی از رقبای آمریکایی پیشی گرفت
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.