رسالت پژوهشکده : تلاش جهت ساماندهی پژوهش های زیست فن آوری پزشکی در راستای اولویت کشور
  • جمعه ۲۴ مرداد ۱۳۹۹
  • اجمعه ٢٥ ذی حجّه ١٤٤١
  • Friday, August 14, 2020
صفحه اصلی اخبار دوره‌های آموزشی تحلیل و گزارش علمی اطلاعات عمومی مراکز تحقیقاتی پیوندها درباره ما تماس با ما  
کد مطلب :   2868 تاریخ انتشار: 
چهارشنبه ۳۱ خرداد ۱۳۹۶
- 09:45 تاریخ آخرین ویرایش :
  1396/03/31
بازدید:   93  
 
طراحی ارگانیسم های زنده‌ از پایه با استفاده از نرم‌افزار زیست شناسی مصنوعی
طراحی ارگانیسم های زنده‌ از پایه با استفاده از نرم‌افزار زیست شناسی مصنوعی
اعمال تغییراتی در کوتاه‌ترین کروموزوم مخمر، منجر به نوشتن برنامه‌ای جهت تسهیل این امر شد. اما هم اکنون به واسطه این نرم‌افزار راه برای ساخت یک مخمر کاملا مصنوعی هموار شده است. پژوهشگران سودای ساخت ژنوم مصنوعی انسان را در سر می‌پروانند.

هنگامی که برای اولین بار جِف بوئِک کروموزومی مصنوعی طراحی کرد، او توالی دی‌ان‌ای را در مایکروسافت ورد می‌نوشت و تصحیح می‌کرد. هدف او ساخت نسخه‌ای تغییر داده‌شده از کروموزوم 9 مخمر بود که کوتاه‌ترین کروموزوم از 16 کروموزوم ژنوم ارگانیسم بود.
بوئک کدی برنامه‌نویسی کرد که باعث شد تا بعضی از خسته کننده‌ترین مراحل کار تصحیح، اتوماتیک انجام شود و این آغازی بر نرم افزار طراحی ژنوم BioStudio بود.
هنگامی‌که طراحی‌ به اتمام رسید، کروموزومی مصنوعی به دست آمد که در آن قطعات کوچک DNA ساختگی به هم زنجیر شده بودند. پس از طراحی، کروموزوم 9 یک سلول مخمر معمولی با قطعه مصنوعی تعویض شد تا مشخص شود آیا مخمر با کروموزوم ساختگی نیز به فعالیت خود ادامه می‌دهد یا خیر؟ نتایج مثبت و امیدبخش نهایی در نشریه Nature در سال 2011 منتشر شد. تیم بوئک برای طراحی سایر 15 کروموزوم آماده شد تا مخمری کاملاً مصنوعی، اولین ارگانیسم پیچیده مصنوعی دنیا، ساخته شود.
بوئک در مقاله‌ای که اخیرا در مجله Science منتشر شده است، روند طراحی با استفاده از BioStudio را تشریح می‌کند و همچنین از تکمیل 5 کروموزوم جدید توسط همکاران در نقاط مختلف دنیا خبر داده است.
BioStudio
به تیم بوئک اجازه می‌داد تا در ژنوم مخمر حذف و اضافه‌هایی را اعمال کنند و از این طریق تغییرات دلخواه را در آن ایجاد نمایند. در این برنامه همه اصلاحات ژنوم ضبط می‌شود و اگر بعداً برای بقای مخمر مضر بودند، بازگردانده می‌شوند.
نرم‌افزار این امکان را برای طراحان ژنوم فراهم می‌نماید تا تغییراتی اساسی را به آسانی انجام دهند. محققان درخواست اساسی دیگری نیز از BioStudio داشتند که مربوط به تولید رشته‌های دی‌ان‌ای می‌شد. شرکت‌های فعال در زیست‌شناسی مصنوعی سفارش رشته‌های تولیدی را آسان ساخته‌اند، اما این رشته‌ها بسیار کوتاه می‌باشند. برای پروژه مخمر مصنوعی، محققان سفارش رشته‌هایی از دی‌ان‌ای را می‌دادند که تنها حدود 70 حرف طول داشتند. محققان این رشته‌ها را به بلوک‌های 750 جفت‌بازی مونتاژ می‌کردند و سپس این بخش‌های ساختمانی را به هم متصل کرده و حجمی حدود kb4-2 از تکه های کوچک تشکیل می‌شد و سپس تکه‌های kb10 ساخته می‌شد و در نهایت ابرتکه‌های kb 60-30 ساخته می‌شدند.
برای چگونگی تشکیل زنجیره‌های DNA محدودیت‌های ژنتیکی‌ وجود دارند. محققان از BioStudio انتظار داشتند تا هر توالی DNA بلندی را دریافت کند و آن را به "واحد"های کوچکتر تقسیم نماید تا بتوانند آن‌ها را به سازنده‌های DNA سفارش دهند و سپس از این قطعات به صورت ساده‌تری واحدهای بزرگ‌تر را مونتاژ نمایند. به عبارتی دانشمندان می‌خواستند تا پس از اتمام اصلاحات، دکمه‌ای را بفشارند و ژنوم خودش را با یک مدل مونتاژی تطابق دهد.
پس از موفقیت‌های نرم‌افزار گروه در تسهیل امر تصحیح و ساخت دی‌ان‌ای مصنوعی، اخیرا تیم بوئک مقاله ای در مجله Science منتشر کردند و اعلام کردند می‌توان تولید ژنوم انسانی مصنوعی به عنوان بخشی از پروژه عظیم گسترش تکنولوژی مونتاژ DNA را با سرمایه‌گذاری 100 میلیون دلاری به انجام رساند.
ژنوم انسان از حدود 3 میلیارد عنصر اطلاعاتی تشکیل شده است و برای با چنین پروژه عظیمی نیاز است طراحان ژنوم و برنامه نویسان همکاری تنگاتنگی داشته باشند.

 

منبع :

http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/with-synthetic-biology-software-geneticists-design-living-organisms-from-scratch

منبع : مرکز راهبری فناوری های همگرا
نویسنده خبر : مدیر پورتال
کلید واژه
 
اخبار مرتبط
پیشگیری از پیری با درمان چین و چروک سلول ها کشتن ابر ویروس‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک با پلیمر مصنوعی جدید آیا تکوین قلب در دو جنس متفاوت است؟ تغییر شکل هیدروژل‌ها توسط مولکول DNA: پیش به سوی ساخت «ربات‌های نرم» تغییر DNA مسافران مریخ تنش باعث قوی تر شدن قلب می شود نقشه راه DNA باستان ایران تهیه می‌شود بازسازی بافتی با مولکول های هدف قرار دهنده ژن تایید اولین کیت تشخیصی چند ژنی بر پایه توالی یابی نسل جدید (NGS) رابطه شاخصه‌های اسپرم با میزان PLC و اثر آن در مردان نابارور ارتباط مستقیم طول تلومر و نارسایی قلبی در انسان هکرهای زیستی سازندگان بدافزارهای نسل آینده ابزاری برای توالی سنجی DNA در صحنه جرم 99 درصد از میکروب‌های بدن انسان هنوز ناشناخته‌اند! میکروبها اینترنت دارند تشخیص سرطان سینوس با آزمایش خون ساخت زیست‌حسگر با دستکاری ژنتیکی مخمر نان مغز بیماران مبتلا به آلزایمر باکتری بیشتری دارد فناوری‌های مینیاتوری، نویدبخش تحولی بزرگ در تشخیص بیماری‌ها پتانسیل بالای اگزوزوم‌ برای شناسایی و درمان بیماری
ارسال نظر
لطفا جهت تسهیل ارتباط خود با ما، در هنگام ارسال پیام این نکات را در نظر داشته باشید:
1.ارسال پیام های توهین آمیز به هر شکل و با هر ادبیاتی با اخلاق و منش اسلامی ،ایرانی ما در تناقض است لذا از ارسال اینگونه پیام ها جدا خودداری فرمایید.

2.از تایپ جملات فارسی با حروف انگلیسی خودداری کنید.

3.از ارسال پیام های تکراری که دیگر مخاطبان آن را ارسال کرده اند خودداری کنید.

4.حداکثر کاراکتر مجاز جهت ارسال نظر 1000 کاراکتر می باشد.
نام:
ایمیل:
نظر:
 
کد امنیتی :
تولید مجدد