İlk kez, canlı hücrelerle “konuşabilen” bir yapay moleküler motor oluşturulmuştur. Bu moleküller hücre yüzeylerini yeterli fiziksel kuvvetle çekerek biyokimyasal sinyal oluşturmak suretiyle çalışmaktadırlar.

Leibniz Yeni Malzemeler Enstitüsü’nde yürütülen çalışmada yönetim görevini üstlenen Aránzazu del Campo, hücrelerin fiziksel kuvveti kullanarak işlev sağladıkları dil ile ne tür bilgileri aktardıklarını merak ettiğini açıklıyor ve şöyle ekliyor, “Hastalık durumunda hücrelerin sağlayamadığı sinyal aktarımına ve işlevlerine rehberlik etmek istiyoruz.”.

Araştırmacılar genellikle hücrelerin mekanik uyaranları algılayıp biyokimyasal tepkiler üreterek kurdukları iletişimi incelemek amacıyla pipetle ya da atomik mikroskop ucuyla onları dürtme yöntemlerini kullanmaktadırlar. Ancak bu yöntem daha karmaşık dokularda kullanılmaz.

del Campo’nun ekibi ise UV ışığıyla sağlanan enerjiyi kullanan alken bazlı moleküler motorların, nasıl hücre zarlarını hassasça çekerek biyokimyasal tepkiyi tetiklediğini göstermiştir.

Motorlar, bir stator ve dört polietilen glikol kolunun dışarı çıktığı bir rotor parçasından oluşmaktadır. Motorlar, bu kollardan ikisini kullanarak kültürdeki hücrelerin zar reseptörlerine bağlanır. O esnada diğer iki kol, hücre yüzeyini veya hücrenin etkileşime girme potansiyeli olan bir proteini taklit etmek için tasarlanmış olan hidrojele bağlanır. UV ışığın oluşturduğu darbelerle motorlar dönerek iki çift kolun kıvrılmasına ve kısalmasına neden olur. Bunun sonucunda hücre zarı çekilerek doğal hücre tepkileri tetiklenir. Buna hücreler arası sinyali iletmeyi sağlayan makromoleküler düzenekler olan fokal adezyonları genişletme olayı örnek verilebilir. Farklı bir çalışmada bağışıklık sisteminde işlev gören T hücreleri, motorlarla aktive edilebilmiştir. del Compo, “Hücrelerin kaybettiği işlevleri geri getirebilir veya artık yer alamadıkları süreçleri tetikleyebiliriz.” diyor.

del Compo, yaklaşımın yalnızca hücre kültürlerinde değil canlı sistemlerde ve dokularda da hücresel işlevin daha iyi anlaşılmasını umuyor. “Sonraki hedefimiz ise hücrelerin birbirleriyle konuştuğu kuvvet aralıklarını ölçmek için motoru bir kuvvet sensörüne bağlamaktır.” diye ekliyor1,2.

Kaynak

  1. Molecular machines mechanically talk to cells
  2. Y Zheng et al, Nat. Commun., 2021, 12, 3580
Bu içeriği paylaşın
Yazar hakkında

Merve Eskici

Marmara Üniversitesi'nde 4. sınıf biyoloji öğrencisiyim. Biyoinformatik ve yapısal biyolojiye özel bir sevgim var. Transhümanizm akımından etkilenmemle birlikte yaşlanma, genetik ve ilaç tasarımı konularına yoğun bir ilgim oluştu. Okuduklarımı paylaşıp ufkumuzu genişletmek benim için öğrenmenin en iyi yolu.

Yorumlar

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.