La aceleración de la evolución de las proteínas en el laboratorio puede producir moléculas útiles que la naturaleza nunca generaría.
En la naturaleza, la evolución ocurre con el paso de eones: una lenta acumulación de adaptaciones graduales produce nuevas características y especies. Pero la evolución también puede darse a escala más pequeña y más rápida en el laboratorio.
La forma se llama “evolución dirigida,” y los científicos están usándola para generar proteínas que no se dan en la naturaleza – por ejemplo, medicamentos para el cáncer, nuevas enzimas microbianas para convertir desechos agrícolas en combustible, o agentes para la obtención de imágenes mediante resonancia magnética.
se puede leer todo el artículo, aquí
http://www.cienciakanija.com/2010/05/20/evolucion-dirigida/#more-8514
الاصل الانكليزي
http://web.mit.edu/newsoffice/2010/explained-directed-evolution-0513.html
En la naturaleza, la evolución ocurre con el paso de eones: una lenta acumulación de adaptaciones graduales produce nuevas características y especies. Pero la evolución también puede darse a escala más pequeña y más rápida en el laboratorio.
La forma se llama “evolución dirigida,” y los científicos están usándola para generar proteínas que no se dan en la naturaleza – por ejemplo, medicamentos para el cáncer, nuevas enzimas microbianas para convertir desechos agrícolas en combustible, o agentes para la obtención de imágenes mediante resonancia magnética.
se puede leer todo el artículo, aquí
http://www.cienciakanija.com/2010/05/20/evolucion-dirigida/#more-8514
الاصل الانكليزي
http://web.mit.edu/newsoffice/2010/explained-directed-evolution-0513.html
إنّ تسريع تطور البروتينات في المختبر، يمكن أن يؤدي لإنتاج جزيئات مفيدة، لا يمكن للطبيعة توليدها أبدأً.
ففي الطبيعة، يحدث التطور بمضي زمن طويل، بحدوث تراكم بطيء تدريجي من التكيفات، لتنتج خاصيات جديدة وأنواع حيّة. لكن، يمكن تحقيق التطور بمدى زمني قصير وبسرعة أكبر في المختبر.
تسمى صيغة التطور هذه "التطوُّر المُوجَّه"، ويعتمده العلماء لإنتاج بروتينات لا تُعطيها الطبيعه – كمثال، في أدوية لعلاج السرطان؛ أنزيمات جديدة تُساهم بتحويل المخلفات الزراعية الى وقود أو عناصر للحصول على صور عبر الرنين المغناطيسي.
ففي الطبيعة، يحدث التطور بمضي زمن طويل، بحدوث تراكم بطيء تدريجي من التكيفات، لتنتج خاصيات جديدة وأنواع حيّة. لكن، يمكن تحقيق التطور بمدى زمني قصير وبسرعة أكبر في المختبر.
تسمى صيغة التطور هذه "التطوُّر المُوجَّه"، ويعتمده العلماء لإنتاج بروتينات لا تُعطيها الطبيعه – كمثال، في أدوية لعلاج السرطان؛ أنزيمات جديدة تُساهم بتحويل المخلفات الزراعية الى وقود أو عناصر للحصول على صور عبر الرنين المغناطيسي.
اغلبيّة بُنى البروتينات معقدة، بحيث يستحيل التنبؤ بمدى تأثير تغيير في بنيتها على وظائفها تقريباً. يقول دين ويتراب من معهد ماسوشتس للهندسة الكيميائية الحيوية، الذي يستخدم التطور الموجه لإكتشاف أجسام مضادة جديدة للخلايا السرطانية:
"الصيغة الرئيسية لظهور بروتينات جديدة بخصائص مرغوبة عن طريق التجربة والخطأ للتطور الموجه. تُنتج تلك الإختبارات بروتينات لم يكن قد توصّل الباحثون ذاتهم لها، كما لو أنه صباح عيد كل يوم جديد".
على سبيل المثال، نقول بأنك ترغب بخلق جسم مضاد سيرتبط ببروتين محدّد موجود في خلايا سرطانية. تبدأ مع أنبوب إختبار مليء بملايين خلايا الخميرة، يجري علاجها للتعبير عن تنوع بالأجسام المضادة لثدييات على سطحها. لاحقاً، تقوم بإضافة جزيئات من نوع محدد إليها لتحصل على البروتينات الجديدة التي ترغب بها، هكذا، يمكن أخذ البروتينات، التي تتحد مع هذا النوع من الجزيئات.
لاحقاً، خُذْ البروتينات المتحدة بشكل أفضل، وقُمْ بتحقيق طفرات فيها، مع الأمل بتوليد شيء أفضل. يحدث هذا بتعريض الخلايا للأشعة، أو بإجبارها على نسخ حمضها النووي وفق صيغة ميّالة لارتكاب الأخطاء. يتم انتقاء تلك البروتينات الجديدة بذات الطريقة، وكل مرّة، سيجري استعمال أفضل العناصر لخلق المزيد من البروتينات. يُعلّق ويتراب، قائلاً:
على سبيل المثال، نقول بأنك ترغب بخلق جسم مضاد سيرتبط ببروتين محدّد موجود في خلايا سرطانية. تبدأ مع أنبوب إختبار مليء بملايين خلايا الخميرة، يجري علاجها للتعبير عن تنوع بالأجسام المضادة لثدييات على سطحها. لاحقاً، تقوم بإضافة جزيئات من نوع محدد إليها لتحصل على البروتينات الجديدة التي ترغب بها، هكذا، يمكن أخذ البروتينات، التي تتحد مع هذا النوع من الجزيئات.
لاحقاً، خُذْ البروتينات المتحدة بشكل أفضل، وقُمْ بتحقيق طفرات فيها، مع الأمل بتوليد شيء أفضل. يحدث هذا بتعريض الخلايا للأشعة، أو بإجبارها على نسخ حمضها النووي وفق صيغة ميّالة لارتكاب الأخطاء. يتم انتقاء تلك البروتينات الجديدة بذات الطريقة، وكل مرّة، سيجري استعمال أفضل العناصر لخلق المزيد من البروتينات. يُعلّق ويتراب، قائلاً:
"بالنهاية، لديك بروتينات تتحد بقوّة وبصيغة نوعيّة. يتم تطبيق ذات القواعد في المختبر، والتي تحصل في التطور الطبيعي، لكننا نحن نحدد المعايير اللازمة للبقاء على قيد الحياة".
خَلَقَ ويتراب وزملاؤه، من فترة قريبة، جسماً مُضاداً يتحد بقوّة مع خلايا سرطانية ومع مركبات إشعاعية مُستعملة في العلاج الكيميائي، مما يسمح بتحقيق علاج فعّال للسرطان بدقّة.
فهو إضافة لآخرين في ذات المكتب، ومعهم بروس تيدور أستاذ الهندسة الحيوية وعلم الحاسوب، حاولوا أيضاً تصميم بروتينات بصيغة أدقّ، من خلال استعمال نماذج حاسوبيّة لاجل التنبؤ بكيفية تأثير التغيرات بتسلسل بروتين ما على بنيته وعمله. ففي العام 2007، أنتجت محاكاته، بنجاح، نوعاً جديداً من الدواء المضاد للسرطان سيتوكسيماب، والذي يتحد بهدفه بتآلف قدره 10 أضعاف أكثر من الأصل. مع ذلك، هذا الطريق مُكلف للغاية، ويعمل فقط عندما يبدأ الباحثون عملهم مع كميات كبيرة من المعلومات حول تفاعلات البروتين الذي يرغبون بتشكيله.
يختتم ويتراب، قائلاً:
خَلَقَ ويتراب وزملاؤه، من فترة قريبة، جسماً مُضاداً يتحد بقوّة مع خلايا سرطانية ومع مركبات إشعاعية مُستعملة في العلاج الكيميائي، مما يسمح بتحقيق علاج فعّال للسرطان بدقّة.
فهو إضافة لآخرين في ذات المكتب، ومعهم بروس تيدور أستاذ الهندسة الحيوية وعلم الحاسوب، حاولوا أيضاً تصميم بروتينات بصيغة أدقّ، من خلال استعمال نماذج حاسوبيّة لاجل التنبؤ بكيفية تأثير التغيرات بتسلسل بروتين ما على بنيته وعمله. ففي العام 2007، أنتجت محاكاته، بنجاح، نوعاً جديداً من الدواء المضاد للسرطان سيتوكسيماب، والذي يتحد بهدفه بتآلف قدره 10 أضعاف أكثر من الأصل. مع ذلك، هذا الطريق مُكلف للغاية، ويعمل فقط عندما يبدأ الباحثون عملهم مع كميات كبيرة من المعلومات حول تفاعلات البروتين الذي يرغبون بتشكيله.
يختتم ويتراب، قائلاً:
"وفق صيغة محدودة، سنتمكن من عمل تصميم منطقي؛ وخلال 50 عام، ربما يستخدم الجميع تقنيات التطوُّر المُوجَّه".
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق