ترمیم زخم و غضروف با کنترل مسیرهای پروتئین در DNA

تیمی از محققان در روند مطالعات خود موفق به کشف روشی جدید برای ترمیم زخم و غضروف و نیز مهندسی بافت با کنترل مسیرهای پروتئین در DNA شدند.

کد خبر: ۵۷۶۲۷۰

۰۹ آبان ۱۴۰۰

به گزارش مدیکال اکسپرس، بر اساس مطالعه‌ای که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) منتشر شده است، محققان رویکرد جدیدی را برای کنترل مجموعه سلسله مراتبی مسیر‌های پروتئین با DNA شناسایی کرده‌اند.

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از باشگاه خبرنگاران؛ پروفسور چاد میرکین، دکترای پزشکی در بخش هماتولوژی و انکولوژی، پروفسور جورج بی. شیمی در کالج هنر و علوم واینبرگ نورث وسترن و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گویند این رویکرد ممکن است ساخت مواد پروتئین مصنوعی را تسهیل کند که می‌تواند برای اهداف مختلف پزشکی و علمی استفاده شود.

مسیر‌های مونتاژ سلسله مراتبی جدایی ناپذیر از ساختار و عملکرد مواد و سیستم‌ها در بدن هستند. بلوک‌های سازنده این مسیر‌ها پروتئین‌هایی هستند که از نظر شیمیایی برنامه‌ریزی شده‌اند تا مراحل مونتاژی را برای سازماندهی و ایجاد ساختار‌های عملکردی مانند بافت عضلانی یا کلاژن طی کنند. با این حال به گفته میرکین، تکرار این فرآیند از طریق برنامه ریزی مصنوعی برای مونتاژ پروتئین‌ها کار کوچکی نیست.

میرکین که همچنین مدیر موسسه بین‌المللی نانوتکنولوژی، عضو مرکز جامع سرطان رابرت اچ. لوری دانشگاه نورث وسترن، می‌گوید: برنامه‌ریزی مصنوعی مونتاژ پروتئین برای انسان فوق‌العاده دشوار است، زیرا سطوح پروتئین‌ها از نظر شیمیایی پیچیده هستند و پروتئین‌ها در فعل و انفعالات متعدد و ضعیفی شرکت می‌کنند که پیش‌بینی آن اغلب دشوار است.

در مطالعه حاضر، تیم میرکین DNA مهندسی شده مصنوعی را برای هدایت مجموعه سلسله مراتبی پروتئین‌ها و سازماندهی انواع مختلف ساختار‌های مبتنی بر پروتئین تغییر کاربری داد. با استفاده از طراحی توالی DNA، محققان از واکنش‌های شیمیایی خاص برای اتصال مصنوعی لیگاند‌های DNA مختلف به مناطق مختلف سطح پروتئین مدل استفاده کردند.

چاد میرکین، دکترا، استاد دانشگاه نورث وسترن می‌گوید: ما فعل و انفعالات غیرقابل پیش بینی پروتئین به پروتئین را با برهمکنش‌های قابل پیش بینی و قابل طراحی DNA به DNA جایگزین کردیم تا عمدا تشکیل مواد پروتئینی دو و سه بعدی را کنترل کنیم که با استفاده از روش‌های دیگر یا طبیعت ساخته نمی‌شوند.

با تعریف ویژگی، قدرت و فاصله این برهمکنش‌ها، محققان تشخیص دادند که انتخاب توالی DNA می‌تواند برای برنامه‌ریزی ترتیب مراحل مونتاژ و نتایج ساختاری کلی هر مرحله استفاده شود.

به گفته میرکین، مواد پروتئین-DNA برای بی‌شمار عملیات و خدمات پزشکی، مانند مهندسی بافت، ترمیم غضروف، ترمیم زخم و تحویل دارو امیدوار کننده هستند، زیرا می‌توانند خواصی فراتر از مواد طبیعی داشته باشند.

میرکین گفت: مونتاژ سلسله مراتبی می‌تواند نیاز به تحویل مواد مصنوعی بزرگ را دور بزند و در عوض اجازه دهد چنین موادی به‌طور خودبه‌خود بر اساس طراحی و در نقطه مورد نیاز جمع شوند.