Polimer Kimyası Kullanarak Yaşam Sistemlerini Taklit Etmek
Tüm yaşam sistemleri, bilgiyi manipüle etmek, kendi bileşenlerini kendi ortamlarında bulunan daha basit bileşenlerden oluşturmak, sistem replikasyonuna maruz kalmak ve nüfus ve sistem düzeylerinde evrimleşmek için temel kriterlere sahiptir.
“Yapay biyoloji”, biyokimyaya dayanmadan tüm bu temel özellikleri taklit etmeyi amaçlamaktadır.
“Başa dönme” aşaması, kendisini sürdürme kabiliyetine sahip bir kimyasal sistemin oluşturulmasını içeren bu çabadaki başarının önceliğidir. Bu alanda yapılan araştırmalar fizik, kimya, biyoloji, bilgisayar bilimi ve malzeme bilimlerini bütünleştirmektedir ve henüz başlangıç aşamasındadır.
Bir kimyasal sistemin “önyükleme” yöntemi, polimerizasyon ile indüklenen kendiliğinden montaj (PISA) yöntemidir. Bu değerli metodoloji son yıllarda polimer bilim adamları tarafından biyomimetik kesecikleri veya suni biyolojide yapay procelller inşa etmek için kullanılmıştır.
Harvard Üniversitesi’nde Dünya ve Gezegensel Bilimler Bölümü ve Yaşamın Kökenleri Girişimi’nden Gong Cheng ve Juan Pérez-Mercader gibi araştırmacılar bu alanda heyecan verici bir ilerleme kaydediyorlar.
Macromolecular Rapid Communications’da, insan tarafından tasarlanan kimyasal sistemlerin eksiksiz, kendi kendini organize eden ve özerk bir sentezini gerçekleştirmek için PISA’nın kullanımındaki mevcut zorlukları ve fırsatları açıklarlar.
Cheng ve Pérez-Mercader, transdisipliner bir yaklaşım kullanırlar: nicel fiziği kullanarak istenen özellikleri modellemek ve daha sonra bunu laboratuvara yapılabilecek kimyaya çevirirler.
‘’‘’Outside in ”adı verilen bilgisayar bilimlerinden bir tasarım geleneğini takip ediyoruz. “Canlı sistem” in genel özelliklerinden ayrıntılı iç somun ve cıvatalarına ve sonunda (yukarıdaki) özelliklerin tümünü sergileyebilen birleştirici bir kimyasal varlığın inşasını gerektirir.
Bazı özelliklerin nasıl gerçekleştirileceğine ve entegre edileceğine dair bilgi veren tam bir resme dair teorik bir fikre sahibiz, ama yine de doğrudan deneylere dayanır, bu da teoriyi besler ve ileri deneylere rehberlik eder ve ilerideki yolda ışık tutar. ”
Yapay biyolojinin yanı sıra, bu araştırma, malzeme bilimi, hesaplama, neural ağları, soft robotlar ve diğer uygulamaların fiziko-kimyasal uygulamalarında ilerleme sağlayabilir. Kalan zorluklar uyarlanabilir kimyasal hesaplama ve bir nesilden diğerine bilgi geçişi ile mitotik benzeri kendini kopyalama içerir.
Sadece birkaç yıl önce, Perez-Mercader ve Cheng bu evre, “bu zorluklar itiraz edilemez görünüyordu, ama bugün yakın bir yerde görünüyorlar.”
Bugüne kadar bu alanda elde edilen sonuçlar, biyokimya ile ilgili olmayan yapay yaşam taklitlerini laboratuara ve endüstri alanına yakınlaştırdı ve Perez-Mercader ve Cheng’a göre, “Evrenin başka yerlerinde yaşam formlarının varlığı aynı zamanda olasılıkların ufkunu genişletmeye de yardımcı olacaklar… ”
Kaynak : advancedsciencenews.com
