Londra Imperial College Kimya Bölümünden James W. Hindley ve ekibi, suni iletişim yolları kullanarak dış kimyasal sinyalleri algılayan ve tepki veren yapay hücreler üretmeyi başardı.
Biyolojik hücrelerin en önemli işlevlerinden biri de protein veya enerji üreterek ya da kendi kendini yok ederek kimyasal değişimlere cevap vermek. Kimyasal maddeler ayrıca acı gibi durumlarda hücreler arası iletişimde de kullanılıyor.
Ancak doğal hücrelerde bu kimyasal tepkiler birçok adımda gerçekleşebiliyor ve son derece karmaşık olabiliyor. Dolayısıyla onların özel bir işlevi gerçekleştirmesini, örneğin bir ilaç molekülü üretmesini sağlamak oldukça zor.
Londra’nın önde gelen devlet üniversitelerinden Imperial College’da bilim insanları bu kimyasal tepkileri çok daha basit yollarla gerçekleştirebilen yapay hücreler üretiyorlar.
Bu yapay hücreler kalsiyum iyonlarını algılıyor ve ışıldayarak tepki veriyor. Araştırmanın sonuçları Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayımlandı.
Bu sistemler biyoteknoloji alanında kullanılmak üzere geliştirilebilir. Çevredeki ağır metalleri algılayarak, salgıladıkları seçici süngerler ile bu zararlı metalleri temizleyen ya da vücut içerisindeki kanser belirtilerini algılayıp ihtiyaç duyulan ilacı vücut içinde üretebilen yapay hücreler meydana getirilebilir.
Ekip, içinde daha küçük hücreler (veziküller) bulunan yapay hücreler üretmeyi başardı. Bu hücrenin dışında, kalsiyum iyonlarının girmesine izin veren delikli bir zar mevcut.
Kalsiyum iyonları hücre içine girdiğinde, veziküllerde ışık yaymayı sağlayan parçacıkların aktif hale gelmesini sağlıyorlar.
Hindley, biyolojinin karmaşıklığı nedeniyle kimyasal tepki yollarını yönetmenin veya kopyalamanın son derece zor olduğunu, “bunun yerine farklı doğal sistemleri ve yapay hücreler kullanarak aynı sonucun elde edildiği daha kısa, daha verimli tepki yolları” oluşturduklarını söylüyor.
Araştırmacılar tarafından geliştirilen yapay sistem, doğal sistemlerde hücrelerin kullandığı (zararlı olabilecek yan ürünler gibi) birçok diğer özelliği kapsamadığı için çok daha basit bir yapıya sahip.
Sistem içinde zar delikleri ve kalsiyumla aktif hale gelen enzimler, mevcut biyolojik sistemlerden elde ediliyor; ancak bu bileşenler doğada bir arada bulunmuyorlar.
Araştırmacılar, kimyasal tepki oluşturmak için yapay hücre kullanma yöntemi sayesinde mevcut biyolojik sistemlere harici öğeler eklenebildiğini belirtiyor.
Kaynak: Popular Science
