Hayatın Nasıl Oluştuğuna ışık Tutabilir:Kendi Enerjisini Üreten Yapay Hücreler Üretmeyi Başardılar
Bilim adamları fotosentez yoluyla kendi enerjilerini üreten yapay hücreler , bitkiler tarafından kullanılan bir işlem ve Güneşten gelen enerjiden faydalanmayı içeren birkaç organizma yaratmayı başardılar . Bu yapay hücrelerin bu enerjiyi kullanarak yeni kısımlar üretip gelişebilmesi yapay hücre çalışmalarında heyecan verici bir adım olarak görülüyor
Tüm canlı organizmalar çok sayıda ufacık hücrelerin birleşmesiyle oluşur ve her birimizin vücudu 37.2 trilyon hücre içerir. Hücrelerimiz enerji üretir, protein sentezler ve genetik bilgi depolar. Onlar kelimenin tam anlamıyla yaşamın temel bileşenleridir. Gerçek hayattaki biyolojik hücreler gibi davranan yapay hücreler oluşturmak, hem hücrelerin nasıl çalıştığını hem de hayatın ilk nasıl ortaya çıktığını çözmeye çalışan bilim adamları için faydalıdır . Aynı zamanda bu bilgi nakil için yapay organların oluşturulmasına yönelik çalışanlar gibi tıbbi araştırmacıları da yol gösterir niteliktedir
Canlı hücreler, yeni parçalar üretmek için çevrelerindeki enerjiyi kullanabilirler. Nature Communications’da yayınlanan yeni araştırma, bu özelliğin yapay olanların bölümleri için ilk kez başarıldığına işaret ediyor.
Tokyo Teknoloji Enstitüsü öncülüğünde bir ekip, çeşitli biyolojik yapıları birleştirerek yeni hücreleri yarattı. Önemli olarak, hücrelerde bacteriorhodopsin ve ATP sentaz adı verilen iki protein bulunur. ATP sentaz, adenosin trifosfat (ATP) olarak adlandırılan bir molekül şeklinde enerji üreten bir enzimdir. Bu arada, bacteriorhodopsin bu işlemi hızlandırmak için güneş ışığından enerji toplar.
Proteinler tarafından üretilen enerji daha sonra hücreler tarafından transkripsiyon ve translasyon adı verilen iki işlemde kullanıldı, bunlar DNA’dan mRNA ve daha sonra da mRNA’dan protein yapmayı içerir. mRNA, yani mesajcı RNA, proteinlerin sentezlenmesi için talimatları taşıyan bir molekül olan RNA’nın bir alt tipidir. Yapay hücreler, daha fazla ATP sentaz ve baketodopsin oluşturmak için topladıkları enerjiyi kullanarak, etkinliklerini daha da arttırdı.
Araştırma lideri Yutetsi Kuruma açıklamasında “Uzun zamandır, özellikle membranlara (hücre zarı) odaklanarak, canlı bir yapay hücre yaratmaya çalışıyordum. Bu çalışmadaki hücrelerimiz lipit zarlara sarılmıştır ve küçük zar yapıları içerisine kapsüllenmişlerdir. Bu şekilde, hücre zarının bir hücre oluştururken en önemli rolü oynayan yapı olduğunu ve bu unsurun yapay hücre ve yaşamın kökeni hakkındaki çalışmalardaki önemini göstermek istedim” dedi.
Bu yeni araştırma, bilim insanlarına tıpkı vücudumuzdaki hücreler gibi tamamen kendi kendine yeten yapay hücreler oluşturmalarının önünü açıyor. Bu, bilim insanlarının yaşamın bir şekilde kendi enerjilerini üreten basit primordial hücreler formunda nasıl ortaya çıktığını bulmalarına yardımcı olabilir.
“Bu çalışmadaki en zor şey, membrantodopsin ve membran proteinleri olan ATP sentaz parçalarının fotosenteziydi. Sekiz çeşit bileşen proteini olan tam bir ATP sentazını fotosentezlemeye çalıştık, “Hücresiz protein sentez sisteminin üretkenliği” dedi Kuruma. “Ancak, eğer iyileştirilirse, sekiz çeşit bileşen proteininin fotosentezini yapabiliriz.”
