اینترنت بیولوژیکی بای فای

در مکانیسم جدید, پیام های ژنتیکی از سلولی به سلول دیگر ارسال می شود

پیام‌های ژنتیکی نقش موثری در انتقال اطلاعات وراثتی بر عهده دارند. اطلاعات وراثتی همیشه مثبت نیستند. در واقع بسیاری از بیماری‌ها حاصل پیام‌های مشکل‌دار ژنتیکی هستند. دانشمندان دانشگاه استنفورد ادعا می‌کنند ​توانسته‌اند پیام‌رسانی ویروس ام‌۱۳ را کنترل کنند و این ادعا اگر درست باشد گام بسیار بزرگی خواهد بود.

ام۱۳ ویروسی رشته‌ای است که انگل باکتری‌ها می‌شود. این ویروس از یک رشته DNA با ۶۴۰۷ نوکلئید تشکیل شده است. اگر ما یک باکتری بودیم، ممکن بود این ویروس برایمان کشنده نباشد، اما قطعا دردسرهای زیادی​برای ما ایجاد می‌کرد. این ویروس بیشتر از آن‌که کشنده باشد، عارضه دارد. ام۱۳ درست شبیه​ یک بی‌خانمان است که از میزبان خود سوء‌استفاده می‌کند، اما او را نمی‌کشد. زمانی که این ویروس وارد باکتری می‌شود، آنجا را خانه خود می‌داند، براحتی از غذای میزبان می‌خورد و بدون هیچ اغماضی اجزای مختلف ساخت باکتری را در اختیار خود می‌گیرد. بتازگی دانشمندان متخصص در علوم زیستی توانسته‌اند تغییرات جزئی در این ویروس ایجاد کنند. پروفسور مونیکا اورتیز، نویسنده ارشد مقاله اینترنت بیولوژیکی که در هفتم سپتامبر ۲۰۱۲ (هفدهم شهریور ماه) در مجله مهندسی علوم زیستی چاپ شد، می‌گوید: ما در حال حاضر می‌توانیم هر پیام ژنتیکی را که بخواهیم به سلول‌های مشخصی در یک مجموعه میکروبی ارسال کنیم. پیام‌ها تنها شامل اطلاعاتی هستند که می‌توان آنها را در DNA کدگذاری کرد و به همین سبب هر نوع دستورالعمل ژنتیکی خاص را می‌توان به سلول‌ها مخابره کرد. به عنوان مثال می‌توان به این سلول‌های خاص دستور آغاز رشد، توقف رشد، تولید انسولین و بسیاری از کارهای دیگر​ داد. از همین تعریف ساده اهمیت این موضوع مشخص می‌شود. یعنی می‌توان یک باکتری را به کنترل درآورد تا آن‌طور که می‌خواهیم رفتار کند.

محققان ارشد این گروه عبارتند از: دکتر مونیکا اورتیز و پروفسور درو اندی از دانشگاه استنفورد. این محققان با تغییر ویژگی‌های کلیدی ویروس ام۱۳ موفق به کشف فوق‌العاده‌ای شده‌اند که آن را اینترنت بیولوژیکی یا ​بای‌فای​ نامگذاری کرده‌اند. در حقیقت، آنها یک مکانیسم بیولوژیکی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند پیا‌م‌‌های ژنتیکی را از یک سلول به سلول دیگر مخابره نماید. مکانیسم بیولوژیکی فوق‌الذکر با بیشتر کردن تعداد داده‌ها و پیچیده کردن آنها باعث می‌شود دانشمندان بتوانند کنترل بیشتری بر فعالیت‌های بیولوژیکی این ویروس و باکتری‌های میزبان آنها اعمال کنند. در این صورت هر گونه اختلال در سیستم کاملا مشخص خواهد شد.

● رابط و پیام

ویروس ام۱۳ شبیه بسته‌ای از پیام‌های ژنتیکی است که می‌تواند براحتی در بدن میزبان تکثیر پیدا کند. ویروس مذکور رشته‌های DNA میزبان را تحت اختیار گرفته و عملکرد آن را کم‌کم مختل می‌کند. پروتئین‌هایی که به وسیله این ویروس تولید می‌شوند، قادرند سایر سلول‌ها را نیز تحت ‌تاثیر قرار دهند. دانشمندان با کنترل DNA این ویروس توانسته‌اند در پیام‌رسانی نیز تغییراتی ایجاد کنند. ویروس ام۱۳ از نظر سیستماتیک شبیه یک شبکه ارتباطی یا یک اینترنت پرسرعت است. برای این ویروس مهم نیست چه پیامی ارسال می‌شود. در هر صورت ویروس تنها به وظیفه خود عمل می‌کند و هر پیامی که به آن داده شود را به رفقای کناری خود منتقل می‌کند.

پروفسور اورتیز در ادامه سخنان خود افزود که با توجه به تحقیقات ما تا به اینجا اکنون می‌توانیم هر پیامی را که می‌خواهیم توسط این ویروس‌ها منتقل کنیم. سلول‌ها به طور طبیعی از مکانیسم‌های مختلفی نظیر مکانیسم‌های شیمیایی استفاده می‌کنند تا بتوانند با یکدیگر راحت ارتباط برقرار کنند. البته پیام‌رسانی بستگی دارد به میزان پیچیدگی اطلاعات و دامنه اثرگذاری آنها بر مرگ یا زندگی سلول مورد‌نظر. سیگنال‌های شیمیایی ساده معمولا هم پیام را ارسال می‌کنند و هم این‌که آن را دریافت می‌کنند. این دو از یکدیگر تفکیک نمی‌شوند. پروفسور اندی تشریح می‌کند اگر شبکه ارتباطی بخواهد پیام‌هایی را در رابطه با میزان قند مخابره کند، آن‌گاه پیام‌ها از چند مورد خاص فراتر نمی‌روند: قند بیشتر، قند کمتر یا بدون قند. ​

● دامنه تغییرات

زبان ارتباطی میان سلول‌ها یک زبان کاملا پیچیده است، چراکه این ارتباطات مرز گسترده‌ای را تحت پوشش قرار می‌دهند. دانشمندان مدت‌های مدیدی را صرف رمزگشایی این پیام‌ها کرده‌اند. اما از نظر پروفسور رادهیکا ناگپال از دانشگاه هاروارد، تاثیر بر پیام‌رسانی خود یک جهش بسیار بزرگ برای دانشمندان است. از دیدگاه او این کشف جدید درها را برای شناخت سیستم‌های بیولوژیکی و حل مشکلات مربوط به آنها خواهد گشود. پروفسور اورتیز در خاتمه اضافه کرد که اینترنت بیولوژیکی در مراحل آغازین خود است. زمانی که شبکه اطلاع‌رسانی بیولوژیکی برای نخستین بار در دهه ​۷۰ به جهان معرفی شد، هیچ‌کس تصور نمی‌کرد امروز ده‌ها هزار کاربرد مختلف برای آن ایجاد شود. اما دنیای علم نشان می‌دهد هنوز ناگفته‌ها بسیار است.​

sciencedaily

مترجم: فرناز حیدری