Araştırmacılar, yaşayan ‘minimal hücre’ davranışını üç boyutta simüle ediyor
Bilim adamları, en temel özelliklerine kadar soyulmuş bir genomla yaşayan bir “minimal hücre” ve hücrenin davranışını yansıtan bir bilgisayar modeli oluşturduklarını bildirdiler. Bilim adamları, modellerini iyileştirip test ederek, canlı hücrelerin işlevlerinin genomlarındaki, yaşam koşullarındaki veya fiziksel özelliklerindeki değişikliklerle nasıl değişeceğini tahmin etmek için bir sistem geliştirdiklerini söylüyorlar.
Bulgularını dergide rapor ederler Hücre. Araştırma tarafından desteklenen ABD Ulusal Bilim Vakfı.
Kimyager Zaida (Zan) Luthey-Schulten, minimal hücrelerin DNA’larını büyütmek, bölmek, çoğaltmak ve yaşamı tanımlayan diğer işlevlerin çoğunu gerçekleştirmek için gerekli genleri taşıyan ayrıştırılmış genomlara sahip olduğunu söyledi. Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign. “Buradaki yenilik, gerçek hücrede olup bitenleri taklit eden canlı bir minimal hücrenin üç boyutlu, tamamen dinamik kinetik bir modelini geliştirmemizdir.”
Simülasyon, binlerce hücresel bileşenin kesin konumunu ve kimyasal özelliklerini 3B uzayda atomik ölçekte haritalıyor. Bu moleküllerin hücre içinde yayılarak birbirleriyle karşılaşmalarının ne kadar sürdüğünü, bu sırada ne tür kimyasal reaksiyonlar meydana geldiğini ve her adımda ne kadar enerji gerektiğini takip ediyor.
Minimal hücreyi inşa etmek için California, La Jolla’daki J. Craig Venter Enstitüsündeki bilim adamları, yaşayan en basit hücrelere, diğer organizmaları parazitleyen bakteriler olan mikoplazmalara yöneldiler. Önceki çalışmalarda ekip, mümkün olduğu kadar çok temel olmayan genin eksik olduğu sentetik bir genom oluşturdu ve ardından hücreyi, onu sürdürmek için gereken tüm besinler ve faktörlerle zenginleştirilmiş bir ortamda büyüttü.
Yeni çalışma için ekip, hücrenin canlılığını iyileştirmek için birkaç gen ekledi. Bu hücre, doğal olarak oluşan herhangi bir hücreden daha basittir ve bilgisayarda modellenmesini kolaylaştırır.
NSF’nin Moleküler ve Hücresel Biyobilimler Bölümü’nde program direktörü olan David Rockcliffe, “Bir hücrenin bu şekilde yeniden yapılandırılması, canlı sistemlerin bir araya getirilmesi ilkelerine ve yaşamı sürdürmek için önemli olan etkileşim mekanizmalarına ulaşmamıza yardımcı oluyor” dedi.