Makinelerin Mekanik Olarak Hücrelerle Konuşturulması
İlk kez biyokimyasal bir tepki ortaya çıkararak canlı hücrelerle konuşabilen yapay bir moleküler motor üretildi. Bu gelişme bilim insanlarının, hücrelerin dokularda birbirleriyle iletişim kurmak için kullandıkları dili çözmelerine oldukça yardımcı olabilir.
Almanya’nın Leibniz Malzeme Enstitüsü’nde çalışmayı yöneten Aránzazu del Campo “Hücrelerin uyguladığı fiziksel, mekanik bir dil var ve hangi bilgilerin iletildiğini ve sonuçların ne olduğunu anlamak istiyoruz” diye açıklıyor.
Genellikle hücrelerin mekanik uyaranları algılayarak ve biyokimyasal tepkiler üreterek nasıl iletişim kurduğunu incelemek, bunları pipetlerle veya bir atomik kuvvet mikroskobunun ucuyla itmeyi gerektirir. Bununla birlikte, bu yöntem daha karmaşık dokularda sonuç vermez.
Del Campo’nun ekibi hücre zarlarını küçük miktarlarda kuvvetle hassas bir şekilde çekerek, biyokimyasal bir yanıtı tetiklemek için ultraviyole (UV) ışığından enerji kullanan alken bazlı moleküller sayesinde hücre iletişimini gözlemlemeyi nasıl başardığını göstermiştir.
Motorlar dört polietilen glikol kolunun çıkıntı yaptığı bir stator ve bir rotor parçası içerir. Motorlar bu kollardan ikisini kullanarak kültürdeki hücrelerin membran reseptörlerine bağlanır. Bu arada diğer iki kol bir hücre yüzeyini veya bir hücrenin genellikle etkileşime gireceği bir proteini taklit etmek için tasarlanmış bir hidrojenle bağlanır.
UV ışığı altında motorlar döner ve iki çift kolun sarılarak kısalmasına neden olur. Daha sonra hücre zarını çekerler ve doğal hücre tepkilerini tetiklerler, örneğin fokal yapışıklıklarını arttırırlar. Başka bir deneyde araştırmacılar bağışıklık sistemi için gerekli olan T hücrelerini aktive etmek için motorları kullanabildiler. Del Campo “Hücrelerin kaybettiği işlevleri kurtarabilir veya hücrelerin artık gerçekleştiremediği süreçleri tetikleyebiliriz” diyor.
Hollanda Groningen Üniversitesi’nden Nathalie Katsonis “Motorları canlı sistemlere entegre etme stratejisinin çok fazla yolu var” diyor. Bu seçenekler biyolojik stratejilerle bazı benzerlikler gösteren, ışık sinyalini karmaşık bir işleve bağlayan mekanik bir adım içermesi anlamında zarif bir yaklaşımdır.
Del Campo, yaklaşımın sadece hücre kültürlerinde değil, canlı sistemlerde ve tüm dokularda hücresel fonksiyonun daha iyi anlaşılmasına yol açacağını umuyor. ‘‘Bir sonraki hedefimiz, hücrelerin birbirleriyle konuştuğu kuvvet aralıklarını ölçmek için motoru bir kuvvet sensörüne bağlamaktır’’ diyor.
Kaynak: chemistryworld.com