کرم هایی که از چراغ راهنمایی پیروی می کنند
شاه بلاگ: شاه بلاگ: دانشمندان ژاپنی روشی را ابداع نموده اند که اساسا به آنها اجازه می دهد حرکات کرم ها را ازراه دور کنترل کنند.
به گزارش شاه بلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، دانشمندان در ژاپن با کاشت پروتئین های حساس به نور در کرم ها توانسته اند آنها را با تاباندن نور سبز حرکت دهند و در زیر نور فرابنفش متوقف کنند.
موجودات زنده می توانند به محرک های مختلف مانند نور یا مواد شیمیایی در محیط خود پاسخ دهند که به آنها کمک می نماید به وسیله این قابلیت برای خود غذا پیدا کنند و از خطرات دوری کنند.
این در شرایطی است که هک کردن این سیستم حسی می تواند به دانشمندان امکان ایجاد سایبورگ های کنترل ازراه دور را بدهد. برای مثال، سوسک ها را می توان با تحریک الکتریکی شاخک هایشان هدایت کرد تا بطور غریزی از یک مانع دور شوند.
واژه سایبورگ(Cyborg) کوتاه شده ی ترکیب واژه های سایبرنتیک(Cybernetic) و ارگانیسم(Organism) است که یک موجود با هر دو اجزای ارگانیک و مکانیکی را تعریف می کند. این واژه در سال ۱۹۶۰ زمانی که مانفرد کلاینز و ناتان اس کِلِین آنرا در یک مقاله در مورد مزایای استفاده از سیستم های خودتنظیم انسان و ماشین در فضای بیرونی استفاده کردند، ابداع شد. در حقیقت شروع خلقت سایبورگ زمانی شروع شد که تعامل انسان و رایانه(HCI) پدید آمد.
دانشمندان دانشگاه متروپولیتن اوزاکا برای این مطالعه جدید از پروتئین هایی به نام اپسین(opsin) به عنوان محرک استفاده کردند. این پروتئین ها به طول موج های مختلف نور حساس هستند و در زمینه ای موسوم به اپتوژنتیک با ارسال سیگنال هایی واکنش می دهند که می توانند مدارهای عصبی دیگر را که به آنها متصل هستند، راه اندازی کنند.
پژوهش های قبلی روی اپسین ها نشان داده است که می توان از آنها برای بازگرداندن بینایی به موش های کور یا تعدیل درد در واکنش به نور بهره برد.
در این مورد، پژوهشگران از آنها برای کنترل مستقیم حرکات یک کرم کوچک به نام C. elegans که بطور معمول در مطالعات آزمایشگاهی استفاده می شود، استفاده کردند. دو اپسین در این کرم ها کاشته شد. یکی که از پشه ها گرفته شده بود، در سلول های حسی کرم ها قرار داده شد تا موجب شود این موجودات از محرک که در اینجا نور است، دور شوند. اپسین دوم نیز که از مکنده ماهی ها گرفته شده بود، به نور فرابنفش حساس است و در نورون های حرکتی کرم ها کاشته شد.
در نهایت، این بدان مدلول بود که کرم ها وقتی در معرض نور سبز قرار می گرفتند، آغاز به حرکت می کردند و در زیر اشعه فرابنفش کاملاً متوقف می شدند. گروه پژوهشی این تکنیک را آزمایش کرد و متوجه شد که می تواند بارها و بارها کار کند. این مساله نشان میدهد پروتئین ها با قرار گرفتن در معرض تابش مکرر از بین نمی روند. همین طور نشان میدهد که این تکنیک می تواند برای ایجاد سیستم های سیگنال دهی اپتوژنتیکی استفاده گردد که عملکردهای مختلفی را تحت رنگ های مختلف نور انجام دهند.
پروفسور میتسوماسا کویاناگی نویسنده ارشد این مطالعه اظهار داشت: هر دو اپسین پشه و مکنده ماهی که ما استفاده کردیم، اعضای خانواده گیرنده های جفت شونده با پروتئین جی(GPCR) هستند که برای حس کردن محرک های مختلف همچون بو، چشیدن، هورمون ها و انتقال دهنده های عصبی استفاده می شوند که نشان میدهد این سیستم با بهره گیری از نور می تواند برای دستکاری GPCRهای مختلف و پیام رسانی درون سلولی و پاسخ های فیزیولوژیکی بعدی آنها استفاده گردد.
گیرنده های جفت شونده با پروتئین جی یا GPCR گروه بزرگی از گیرنده های پروتئینی هستند که در سطح خارجی غشای سلول ها قرار دارند و بعد از اتصال با لیگاند خود (مانند آدنوزین، اپیوم یا آدرنالین) تغییر شکل می دهند و فعال می شوند. پروتئین جی می تواند گوانوزین دی فسفات(GDP) را به گوانوزین تری فسفات(GTP) تبدیل کند. گوانوزین تری فسفات زنجیره ای از واکنش ها را شروع می کند که نتیجه نهایی آن رساندن پیام های مختلف به درون سلول و ایجاد تغییراتی در عملکرد آنست.
دقیقاً معین نیست که این پژوهش به چه کاربردهایی می تواند منجر شود، اما گروه پژوهشی می گوید این یک پیشرفت در درک زیست شناسی این سیستم های حسی است و در نهایت می تواند به اکتشافات دارویی جدید منجر شود.
این پژوهش در مجله PNAS انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب