البوابات المنطقية في الهندسة الحيوية
0

تُعد البوابات المنطقيّة الأدوات الأساسية التي تسمح لأجهزة الحاسوب بالعمل، وقد يكون استخدام نفس هذه الأدوات للتحكم في الحياة على المستوى الجزيئي ذو آثار كبيرة على الأدوية المستقبلية والبيولوجيا الاصطناعية، فالآن تمكن فريق من كلية الطب بجامعة واشنطن من إنشاء بروتينات اصطناعيّة تعمل كبوابات منطقية جزيئية، يمكن استخدامها كنظيراتها الإلكترونية لبرمجة سلوك الأنظمة الأكثر تعقيداً.

تمكّن المهندسون الحيويون من صناعة بوابات منطقية من الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA والبروتينات الطبيعية المعدلة من قبل، ويمكن استخدام هذه البوابات في مجموعة واسعة من التطبيقات الطبية الحيوية، فقد أظهر الفريق أن البروتينات المصممة حديثاً قادرة على تنظيم التعبير الجيني داخل الخلايا التائية T-cells البشرية، مما قد يحسن سلامة ومتانة العلاجات المعتمدة على هذه الخلايا في المستقبل.

سواءً كانت البوابات المنطقية إلكترونيّة أو بيولوجيّة فإنّها تستجيب للإشارات بطرق محددة مسبقاً، وواحدة من أبسط هذه البوابات هي بوابة AND التي تنتج خرجًا عند وجود إشارتي دخل فقط، فعلى سبيل المثال عند الكتابة على لوحة المفاتيح يؤدي الضغط على مفتاح Shift والمفتاح A إلى إظهار حرف A بحالته الكبيرة، فتهدف البوابات المنطقية المصنّعة من الأجزاء البيولوجية إلى إدخال هذا المستوى من التحكم في أنظمة الهندسة الحيوية.

إذا استُخدمت البوابات المناسبة داخل الخلايا الحية فإنّ مدخلات كوجود جزيئين مختلفين أو أحدهما بدون الآخر قد تؤدي إلى إنتاج الخلية لمخرجات معينة مثل تنشيط أو كبح مورّثة ما. قال المؤلف الرئيسي للبحث زيبو تشين Zibo Chen: “بُني حاسوب أبولو 11 الإرشادي بالكامل من بوابات NOR الإلكترونية، والآن نجحنا في صنع مثل هذه البوابات من البروتينات وذلك يُمثل خطوة رئيسية نحو برمجة الدارات البيولوجية المعقدة من الصفر”.

0

شاركنا رأيك حول "علماء يتمكنون من صناعة بوابات منطقية بروتينيّة قد تساعد على تحويل الخلايا إلى حواسيب"