Canlı düzenekleri parça parça sınamak neyi görünür kılıyor?
Fare beyninde tek hücre tipine yönelen bir engelleme ile az bileşenli yapay hücre, karmaşık işlevleri ayırmanın hem gücünü hem sınırını gösteriyor.
Bilim··Sabah
Ödül ile ağrı kesici etki aynı düğümde ayrıldı
Duke Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki ekip, morfinin fare beynindeki etkilerini bütün bir devreyi susturmak yerine belirli bir hücre topluluğunda sınadı. Naloksonu nükleus akumbens içindeki kolinerjik nöronlara yönelten DART düzeneği kullanıldığında fareler, morfin aldıkları bölmeye yönelik tercih geliştirmeyi bıraktı. Bu bölme tercihi, deney hayvanlarında opioid ödül öğrenmesini ölçmek için kullanılan davranışsal bir göstergeydi. Aynı sırada ağrı kesici etki ile dopamin yükselişinin sürmesi, deney koşullarında ödül öğrenmesinin bu hücrelerdeki opioid alıcılarından ayrılabildiğine işaret etti. Hakemli Nature çalışmasına dayanan sonuç, insanlarda bağımlılık yapmayan bir ağrı kesicinin bulunduğu anlamına gelmiyor. DART, bir bileşiği genetik olarak işaretlenmiş hücrelere bağlayan laboratuvar aracı; sıradan bir ilaç gibi uygulanabilecek bir tedavi değil. Aynı kolinerjik düğümün insanlarda aynı görevi üstlenip üstlenmediği ve böyle dar bir hedefe güvenle ulaşılıp ulaşılamayacağı da açık. Bulguyu değerli kılan, klinik bir çözüm sunması değil, farelerde morfinin iki etkisinin yalnızca doz değiştirilerek değil, belirli bir sinaptik bağlantıda ayrıştırılabildiğini göstermesi.[1]
Bölünme için gereken küçük takım
Minnesota Üniversitesi'nden Kate Adamala ve Aaron Engelhart'ın ekibi, başka tür bir ayırma işlemini hücre ölçeğinde yaptı. SpudCell adını verdikleri yapay hücreyi, yağlı bir zarın içine yerleştirilen laboratuvar yapımı 36 protein ve yaklaşık 90.000 DNA harfinden oluşan yapay genomla kurdular. Cansız parçalardan bir araya getirilen düzenek büyüdü ve yaklaşık beş tur bölündü; ardından işleyiş bozuldu. Bu süreklilik sınırı önemli, çünkü SpudCell kendi ribozomlarını, yani protein üreten hücresel makineleri yapamıyor ve onları destek yapısından ödünç alıyor. Bir soy hattını bağımsız biçimde sürdürememesi, onu kendi kendine yeten bir hücreden ayırıyor. Yine de zar, genom ve küçük bir protein takımının birlikte bölünmeyi yürütebilmesi, hücre çoğalmasının hangi parçalarla kurulabildiğini çalışan bir düzenek üzerinde inceleme olanağı veriyor. Çalışma bioRxiv'de ön baskı olarak yayımlandı ve hakem değerlendirmesinden geçmedi; 36 proteinlik döküm ile yaklaşık beş bölünme, şimdilik yazarların bildirdiği sonuçlar. Dolayısıyla SpudCell, yaşamın eksiksiz bir kopyasından çok, bölünme işlevini yalınlaştırarak görünür kılan deneysel bir taban sunuyor.[2]
İşlev haritası ile bağımsız yaşam arasındaki mesafe
İki çalışma aynı biyolojik dizgeyi incelemiyor ve sonuçları birbirine çevrilemez: biri fare beynindeki ilaç etkilerini, öteki yapay bir hücrenin bölünmesini ele alıyor. Ortak nokta, karmaşıklığı azaltmanın araştırmacıya daha keskin bir işlev haritası vermesi. Opioid deneyinde hedef bir hücre tipiyle daraltılınca ödül öğrenmesi, ağrı kesici etki ve dopamin yanıtından ayrıldı. SpudCell'de bileşen listesi küçültülünce, bölünmenin elde edilebildiği fakat ribozom üretimi ve uzun süreli soy devamlılığının sağlanamadığı görüldü. Her iki durumda da ayrıştırma, bütün dizgenin yerine geçmiyor; hangi parçanın belirli bir sonuç için gerekli veya yeterli göründüğünü sınırlandırıyor. Bu nedenle fare bulgusu insan tedavisine genellenemez, ön baskıdaki yapay hücre de kendi kendine yeten yaşam diye sunulamaz. Buna karşılık iki düzenek, biyolojide ilerlemenin bazen daha fazla parça eklemekten değil, doğru parçayı geçici olarak ayırmaktan geldiğini gösteriyor. Kazanım, son üründen çok okunabilirlik: bir sinapsın ödül öğrenmesindeki payı ile küçük bir protein takımının bölünmedeki payı, karmaşık bütünün içinde kaybolmadan gözlenebiliyor.[1], [2]
