به گزارش مركز اطلاعات بيوتكنولوژي ايران به نقل از زيستفن، تكثير DNA يكي از عملكردهاي ضروري يك سلول زنده محسوب مي شود كه امكان تقسيم سلولي، تكثير و انتقال اطلاعات ژنتيكي به زاده هاي يك سلول را فراهم مي نمايد و شبيهسازي اين عملكرد يك گام ضروري در توليد سلول مصنوعي محسوب ميشود. هم اكنون محققان موفق شدهاند در نوعي ساختار شبه سلولي، يك نسخه دست ساز DNA به منظور همانندسازي توليد كنند.
مكانيسم هاي فرودست همانندسازي DNA شامل سه مرحله مهم است؛ ابتدا DNA به نوعي RNA پيامبر (mRNA) رونويسي شده و سپس به پروتئينها ترجمه ميشود. اين پروتئينها بار بسياري از اعمال حياتي سلول را بر عهده دارند به طوري كه برخي از آنها در تكثير DNA ايفاي نقش ميكنند و درنهايت سبب ميشوند هر سلول دختري يك كپي از ماده ژنتيكي سلول مادري را دارا باشد.
محققان ژاپني از طريق استخراج تركيبات سلولي E.coli و سانتريفيوژ آنها توانستند يك سيستم كوچك منفرد براي سنتز mRNA و پروتئين شبيه سازي نمايند. گروهي ديگر از محققين بر آن شدند تا با تكميل اين چرخه با فرايند همانندسازي DNA، جريان كامل اطلاعات ژنتيكي در يك ساختار شبه سلولي به نام ليپوزوم را بازسازي نمايند.اين دانشمندان طبق تحقيقاتي در سال 2018، به اين نتيجه رسيدند كه ماشين همانندسازي ويروس ɸ29 به سبب ژنوم كوچك و تعداد محدود پروتئين هاي آنها (اين ويروس براي همانندسازي DNA تنها نيازمند 4 پروتئين مي باشد) و كارآمدي بالاي اين ويروس در كدكردن اين پروتئين ها گزينه مناسبي براي اين كار به نظر مي رسد.
دانشمندان تلاش كردند تا ژنهاي كدكننده پروتئين هاي مربوط به همانندسازي DNA در اين ويروس را با كدهاي ژنتيكي لازم براي انجام فرايند رونويسي و ترجمه در يك مدل تركيبي ادغام نمايند. آنها موفق به ساخت يك نسخه DNA منحصر به فرد شدند كه دربرگيرنده اطلاعات ژنتيكي مربوط به جايگاه مناسب براي اتصال ريبوزوم و فاكتورهاي ضروري براي توليد پروتئين ها بود.
هدفي كه امروزه محققان به دنبال آن هستند اين است كه واحد تنظيم كننده انتقال اطلاعات ژنتيكي را با عملكردهاي سلولي ضروري همچون رشد و تقسيم تركيب نمايند. سال گذشته اين گروه از محققين راهي براي سنتز فسفوليپيدهائي كه اين ليپوزوم ها را مي ساخت يافتند كه در اين پروژه از آن استفاده شد. اما اين فسفوليپيدها كوچكتر از آن بودند كه توانايي ادامه رشد داشته باشند. تحقيقات در زمينه بهينه سازي رشد اين فسفوليپيدها همچنان ادامه دارد.
در سلول هاي پيشرفته پروتئين هاي اختصاصي به سلول مادري فشار مي آورند تا آن را به دو سلول دختري تبديل نمايند. محققين معتقدند فرايند ساده جوانه زدن نيز مي تواند سبب چنين تقسيمي شود. از اين رو آنها ليپوزوم هائي را ايجاد كردندكه پس از فرايند رشد، شروع به جوانه زدن مي كنند. آنان معتقدند اگر DNA به اندازه كافي توليد شود اميد است كه سلول هاي دختري اوليه به اندازه اي ژنوم جديد را داشته باشند كه بتوانند جمعيت سلولي زنده اي را ايجاد نمايند.
طبق يافته هاي ذكرشده در اين تحقيق، محققين توانستند يك سلول مصنوعي با توانايي رشد، تقسيم و ادامه حيات ايجاد نمايند و گام مهمي در جهت كشف عملكرد ذاتي يك سلول بردارند. تحقيقات تكميلي در اين زمينه مي تواند منجر به پيشرفت هاي شگرفي در حوزه بيوتكنولوژي، سلامت و انرژي ايجاد نمايد.