Sentetik Hücrelerde Işık Yardımı ile Doğal Süreç Taklidi
Fotoğraf: Shoupeng Cao vd. (2022)
Sentetik (yapay olarak üretilmiş) hücreler, biyolojik hücrelerin belli başlı fonksiyonlarını taklit edebilmektedirler. Geleceğin tıp alanında bu sentetik hücreler yeni gelişmelerde rol oynayabilecek potansiyeldedirler. Şu an bile bu tür hücreler, “mini reaktörler” gibi minyatür ölçekte kimyasal çalışmalarda yardımcı olabilecek seviyededirler. Max Planck Polimer Araştırma Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, kimyasal süreçlerin akışını ışık yardımı ile kontrol edebilmek için bir yöntem geliştirmişlerdir. Çalışma Angewandte Chemie International Edition‘da yayımlanmıştır.
Biyolojik hücrelerde yer alan süreçler karmaşıktır. Örneğin, kimyasal reaksiyonlar, enerji sağlamak için yada hastalığa karşı savunma için, vücudun ihtiyaç duyduğu belirli maddelerin üretimini sağlamaktadırlar. Bu süreçte hangi maddelerin hücre tarafından emileceği ve hangilerinin dışarı atılacağı hücre zarı aracılığı ile düzenlenmektedir.
Metrenin yaklaşık 20 – 50 milyonda biri (20 – 50 µm) büyüklüğünde yapay olarak üretilmiş hücreler, laboratuvarda bu tür süreçleri taklit edebilecek potansiyeldedirler. Mesela aktif bir bileşen, enzimatik reaksiyonu mümkün kılan polimerlerden yapılmış bir kabuğa paketlenebilmektedir. Paketlenmiş kısma ise, bölme, adını vermişlerdir.
Katharina Landfester’ın bölümünde bu hücreleri araştıran Lucas Caire da Silva, “Biyolojik hücrelerin bir yaşam ömrü vardır. Öte yandan, yapay hücreler ile çok daha uzun zaman kullanılabilecek minyatür reaktörler inşa edebiliriz. Ancak bu mini reaktörlerle ilgili sorun, maddelerin hücreye taşınmasının nasıl kontrol edileceği idi. Genel itibari ile, bu yapay hücrelerin kabuklarına nüfuz etmek zordur,” demiştir.
Da Silva ve Landfester liderliğindeki araştırma ekibi bu sorunun üstesinden gelebilmişlerdir. Kanallar oluşturmak adına polimer zarlara entegre edilebilen, ışığa duyarlı özel moleküller tasarlamışlardır. Bu sayede kabuk geçirgenliğini UV ışık ile artırabilmiş ve görünür ışık ile tekrar eski hâline getirebilmişlerdir.
Da Silva, “Bu yaklaşımı, bir maddenin bölme adını verdiğimiz kısma ne zaman girdiğini tam olarak kontrol etmek için kullanabiliriz, böylece belirli bir zamanda ve yerde kimyasal bir reaksiyon başlatabiliriz,” demiştir.
Araştırmacılar, gelecekte biyolojik hücrelerde gerçekleşen reaksiyonları mikro ölçekte kontrol etmek için mini reaktörleri kullanabileceklerini ve bu teknolojinin birçok uygulamasını görebileceklerini ummaktadırlar.
Makaleyi görüntülemek için “Polimerik Hücre Taklitlerinde Işık ile Aktive Edilen Membran Taşımacılığı” buraya tıklayın.
Kaynak: phys.org
