Harapan untuk pembangunan sel buatan yang dapat tumbuh dan berkembang secara mandiri — ScienceDaily
Top News

Harapan untuk pembangunan sel buatan yang dapat tumbuh dan berkembang secara mandiri — ScienceDaily

Profesor Norikazu Ichihashi dan rekan-rekannya di Universitas Tokyo telah berhasil menginduksi ekspresi gen dari DNA, karakteristik semua kehidupan, dan evolusi melalui replikasi berkelanjutan secara ekstraseluler menggunakan bahan bebas sel saja, seperti asam nukleat dan protein untuk pertama kalinya.

Kemampuan untuk berkembang biak dan berkembang adalah salah satu karakteristik yang menentukan dari organisme hidup. Namun, tidak ada bahan buatan dengan karakteristik ini yang telah dibuat. Untuk mengembangkan sistem molekular buatan yang dapat berkembang biak dan berkembang, informasi (gen) yang dikodekan dalam DNA harus diterjemahkan menjadi RNA, protein harus diekspresikan, dan siklus replikasi DNA dengan protein tersebut harus berlanjut dalam jangka waktu yang lama di sistem. Sampai saat ini, tidak mungkin untuk membuat sistem reaksi di mana gen yang diperlukan untuk replikasi DNA diekspresikan sementara gen tersebut secara bersamaan menjalankan fungsinya.

Kelompok tersebut berhasil menerjemahkan gen menjadi protein dan mereplikasi DNA sirkular asli dengan protein yang diterjemahkan dengan menggunakan DNA sirkular yang membawa dua gen yang diperlukan untuk replikasi DNA (DNA genomik buatan) dan sistem transkripsi-translasi bebas sel.(1). Selanjutnya, mereka juga berhasil meningkatkan DNA untuk berevolusi menjadi DNA dengan peningkatan efisiensi replikasi 10 kali lipat dengan melanjutkan siklus replikasi DNA ini selama sekitar 60 hari.

Dengan menambahkan gen yang diperlukan untuk transkripsi dan translasi ke DNA genomik buatan yang dikembangkan oleh kelompok tersebut, dimungkinkan untuk mengembangkan sel buatan yang dapat tumbuh secara mandiri hanya dengan memberi mereka makan senyawa berbobot molekul rendah seperti asam amino dan nukleotida, di masa depan. Jika sel buatan tersebut dapat dibuat, kita dapat berharap bahwa zat bermanfaat yang saat ini diproduksi menggunakan organisme hidup (seperti zat untuk pengembangan obat dan produksi makanan) akan menjadi lebih stabil dan lebih mudah dikendalikan.

Penelitian ini dipimpin oleh Profesor Norikazu Ichihashi, direktur penelitian dari proyek “Pengembangan sistem transkripsi-transkripsi genom buatan yang regeneratif sendiri” di area penelitian “Sintesis genom skala besar dan pemrograman sel” di bawah JST’s Strategic Program Riset Dasar CREST (Tipe tim). Dalam area penelitian ini, JST bertujuan untuk menjelaskan prinsip-prinsip dasar dalam kaitannya dengan struktur dan fungsi genom untuk pembuatan teknologi platform untuk penggunaan sel.

*(1) Sistem transkripsi dan terjemahan bebas sel

Larutan reaksi yang mengandung semua faktor yang diperlukan untuk transkripsi RNA dari gen yang dikodekan dalam DNA dan translasi menjadi protein di luar sel. Penelitian ini menggunakan sistem PURE yang dilarutkan (Shimizu et al. Nat Biotechnol. 2001), yang seluruhnya terdiri dari protein dan RNA yang telah diketahui dan dimurnikan. Oleh karena itu, sistem bebas dari elemen yang tidak diketahui. Sistem ini dikembangkan oleh Yoshihiro Shimizu (RIKEN Center for Frontier Biosciences) dan rekan-rekannya di laboratorium Takuya Ueda di Universitas Tokyo.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Badan Sains dan Teknologi Jepang. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : totobet hk