MILAD_A
کاربر نگاه دانلود
زیست شناسان فعال در زمینه سنتز، با استفاده از بخش های ژنتیکی قابل مبادله که از نسلی به نسل بعد منتقل می شوند، مدارهایی طراحی کردند که می توانند عملی خاص مانند ردیابی یک ماده شیمیایی در محیط زیست را انجام دهند.
در این مدار، ماده شیمیایی موجب واکنشی خاص مثل تولید پروتئینی چون فلوئورسنت سبز GFP می شود. این مدارها را می توان برای هر نوع عملکرد منطقی بولی (صفر و یک) مانند دروازه های AND (و) و OR (یا) طراحی کرد.
در واقع مدار با کمک این دروازه ها می تواند چند ورودی را به طور همزمان شناسایی کند. محصول نهایی، مدار منطقی یک سلول مهندسی شده است که فقط با وجود تحـریـ*ک اولیه شکل می گیرد و هر زمان تحـریـ*ک ها از میان برداشته شود مدارها بسته شده و منتظر تحـریـ*ک دیگر باقی می مانند.
تیموتی لو و همکارانش ـ محققان این پروژه ـ مداری طراحی کردند که به وسیله تحـریـ*ک های اولیه دائم تغییر کرده و حافظه ای دائمی از یک رخداد ثبت می کند. برای این کار، آنها از مدارهای حافظه ای استفاده کردند که پیش از این در سال 1388 ساخته شده بود.
آن مدارها براساس آنزیم های شناخته شده ای چون ری کامبیناز (Recombinase) که می تواند کشیده شدن DNA را متوقف کند یا تکه ای از آن را برداشته یا برعکس در جایی قرار دهد، ساخته شده بودند.
فعالیت پی در پی این آنزیم ها به مدار اجازه شمارش رخدادهای درون یک سلول را می داد. لو، مدارهای جدیدی طراحی کرده است که عملکرد حافظه را درون خود دروازه منطقی قرار می دهد. این مدار با کمک یک دروازهDNA سلولی، پروتئینی را به کار می اندازد که موجب فعالیت نوعی ژن خروجی می شود.
حافظه فعالیت گیت منطقی برای همیشه در رشته DNA ذخیره و این رشته حداقل به 90 نسل بعد می تواند منتقل شود.
دانشمندان می کوشند تاریخچه فعالیت سلول ها را شناسایی کنند تا بتوانند یا خروجی دائمی آنها را اندازه گیری نمایند یا اگر سلول از بین رفت، حافظه را با کمک رشته های DNA دوباره احیاء کنند.
محققان با استفاده از این ترفند می توانند دو گیت منطقی حاوی دو ورودی و همچنین سیستم های منطقی متوالی ایجاد کنند.
لو می گوید: به این ترتیب مبادله به درون و خارج مدار بسیار راحت تر صورت خواهد گرفت.
از چنین مدارهایی برای تولید نوعی مدار به نام مبدل دیجیتال به آنالوگ می توان استفاده کرد. این نوع مدار ورودی های دیجیتال ـ ورودی هایی چون بود یا نبود تک تک مواد شیمیایی ـ را گرفته و آنها را به خروجی آنالوگ تبدیل می کند که این نوع خروجی ها به نوبه خود می توانند باارزش باشند، یعنی به سطح تولید ژن استمرار بخشند. مثلا اگر یک سلول دو مدار داشته باشد هر یک وقتی به وسیله ورودی های خاص خود فعال می شوند می توانند در مقدارهای متفاوت پاسخ تولید کنند.
در واقع آن ورودی ها چهار سطح متفاوت خروجی آنالوگ تولید می کنند. علاوه بر آن محققان با اندازه گیری مقدار پاسخ می توانند تشخیص دهند کدام یک از این ورودی ها وجود دارد. این نوع مدارها می توانند روی سلول هایی که به تولید سلول های سوخت زیستی و دارو یا دیگر ترکیب های مفید دیگر می پردازند بخوبی کنترل داشته باشند.
دانشمندان به جای ایجاد مدارهایی که همیشه فعالند با بهره گیری از پیش برنده هایی که برای کنترل میزان خروجی شان دائم به ورودی نیاز دارند توانستند مداری تولید کنند که خروجی معینی دارند و این سطح از خروجی در حافظه سلول و سلول های بعدی که از این سلول تولید می شوند ثبت می شود و دیگر به دریافت اطلاعات بیشتر نیازی ندارند. از این مدارها می توان به عنوان حسگرهای زیست محیطی بهره برد، چراکه می توانند حافظه طولانی مدت دقیقی ایجاد کنند.
