قدرت شگفت آور ابریشم های عنکبوت

موردی که در راستای این مطالعه بسیار حیرت برانگیز بوده مربوط به نمونه ای از پروتئین spidroins به نام FLAG-b می باشد که با توجه به یافته محققان، این ابریشم در غده سمی عنکبوت orb-weaver تولید می شود که هیچ ارتباطی با غده ابریشم آن ندارد

0
79
قدرت شگفت آور ابریشم های عنکبوت

“ابریشم عنکبوت به عنوان یکی از مستحکم ترین ترکیبات طبیعت و در عین حال انعطاف پذیر شناخته شده است. دانشمندان به مطالعه جدید این ترکیب پرداخته تا قادر باشند در آینده ای نزدیک این ترکیب را در آزمایشگاه و بطور مصنوعی بسازند”

مطالعه اخیر تکنولوژی “مرد عنکبوتی” را یک گام نزدیک تر به کاربرد های زیست پزشکی نزدیک کرده است.

ابریشم عنکبوت (Spider silk)، می تواند در برخی موارد حتی تا یک قطعه فلز و شاید مستحکم تر از آن و در عین حال انعطاف پذیر ساخته شود. این ترکیبات هیچ ضرری برای سیستم ایمنی بدن انسان و برخی باکتری های و قارچ ها نداشته، بنابراین می تواند به راحتی در راستای عمل های جراحی و برنامه های کاربردی دستگاه های پزشکی مورد استفاده قرار بگیرند. بهره برداری از ابریشم عنکبوت به دلیل ناتوانی انسان ها در راستای شناخت کامل مکانیزم و نحوه ساخته شدن و محتوای آن به نوعی بسیار آرام پیش می رود. ولی هم اکنون محققان با مطالعه گسترده بر روی این ترکیبات به نتایج قابل ملاحظه ای دسترسی یافته اند.

ابریشم عنکبوت، به عنوان محتوای تار این موجود، ترکیبی است که مهندسان آرزوی دسترسی به آن را دارند. با در نظر گرفتن وزن و ضخامت بسیار کم، این ابریشم ها می تواند حتی سخت تر از یک تکه فلز باشند و در عین حال انعطاف پذیری خاصی به خود بگیرد. مطالعه اخیر انجام گرفته شده توسط محققان دانشکده پرلمن پزشکی دانشگاه پنسیلوانیا (Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania) نمونه ای از یک پیشرفت مهم در زمینه بررسی گسترده ابریشم عنکبوت به دست آورده اند.

با توجه به نوشته ارائه داده شده در مجله آنلاین Nature Genetics، دانشمندان دانشگان پنسیلوانیا ژنوم یک مورد از عنکبوت به نام Nephila clavipes را مورد بررسی قرار داده اند، عنکبوت نیرومندی که قادر است در حدود ۲۸ نوع پروتئین، ابریشم را در بدن خود تولید کند. علاوه بر ارائه لیست جدید از ژن های مربوط به تولید ابریشم، محققان الگو های جدید را دورن ژن ها مورد بررسی قرا داده اند که دلیل ویژگی های منحصر به فرد مربوط به هر نوع متفاوت از ابریشم ها را مشخص می کند.

با توجه به گفته های ووئیت (Benjamin F. Voight)، استاد بخش ژنتیک و سیستم های فارماکولوژی کاربرد سازی علوم پزشکی (Genetics and Systems Pharmacology and Translational Therapeutics): “یافته های بسیار خیره کننده در طول مدت بررسی به دست آمده است. ژن های مربوط به ابریشم، ردیف های دی ان ای که ویژگی هایی چون استحکام، انعطاف پذیری و دیگر ویژگی های مربوط به ترکیبات مورد مطالعه را به وجود می آورند، حتی پروتئین ابریشمی که بدون در نظر گرفته غده های ابریشم سازی، در واقع در غده های سمی این موجود تولید می شوند نمونه ای یافته های حیرت برانگیز می باشند. تمامی این یافته ها راهی های جدیدی را به روی مهندسان و متخصصانی که در آرزوی ساخت ترکیبات مستحکمی دارند ارائه می دهد.”

از آنجاییکه مطالعه در مورد ابریشم عنکبوت در حدود ۵۰ سال است که انجام می گیرد، نمونه های قبلی به دلیل محدودیت های پیش رو قادر نبوده تا اطلاعات مفیدی را به دست بیاورند چراکه در این مطالعات تنها نمونه های محدودی از ژن مربوط به عنکبوت ها بررسی شده است. برای به دست آوردن اطلاعات هرچه بهتر و واقعی تر نیاز است تا در آزمایشگاه این نوع عنکبوت خود عمل مربوط به ابریشم سازی را انجام داده تا بطور دقیق تمامی مراحل فرآیند دقیقا آنالیز شود.

برای شروع این آزمایشات، ووئیت و همکارانش دست به کار خطرناکی در راستای ترتیب دهی ژن این نوع عنکبوت زده اند. این آزمایش که درست شبیه به چیدن جورچین چندین میلیون قطعه ای می باشد که باید علاوه بر انجام کار، وقت زیادی در زمینه یافتن و کنار هم قرار دادن قطعات مناسب و متناسب در نظر گرفته شود.

در راستای بررسی ژنوم عنکبوت orb-weaver که به نوعی به اندازه ژن انسان گزارش شده است، محققان ۱۴٫۰۰۰ ژن شبیه به هم را مشاهده کرده اند که در این میان ۲۸ مورد به عنوان ترکیبات مورد استفاده در ابریشم به کار گرفته می شوند که به نام spidroins شناخته می شوند.

Spidroins در راستای ردیف های پروتئین و عملکرد خود می توانند در هفت گروه مجزا قرار بگیرند. این گروه ها شامل ابریشم خوشه مانند aciniform برای شکار و قید کردن نمونه ماده برای جفت گیری، و ابریشم فوق قوی ampullate در جهت آویزان شدن از آن به هنگام کار کردن می باشد. در این مطالعه می باشد که علاوه بر این دو گروه مشخص، پروتئین هایی کشف شده اند که نمی توانند به راحتی دسته بندی شده و به نوعی عملکرد متفاوت تری که تاکنون ناشناخته بوده است را نشان داده اند.

محاسبه دقیق انجام گرفته شده در راستای ژن های پروتئینی این نوع عنکبوت نشان داده است نزدیک به ۴۰۰ توالی کوتاه که پشت سر هم و با تکرارهایی در ژن ها و در راستای تغییرات و ترکیبات متفاوت به چشم می خورد. این “نقش” –های تکراری پروتئین spidroin  نمونه هایی اسرار انگیز برای مهندسان و پزشکان به دلیل رسیدن به ترکیب مورد نظر می باشد. این آنالیز انجام گرفته ساختار های جدید از این نقش ها در راستای گروه های مجزا به نام “cassettes” و “ensembles” را نیز ارائه می دهد.

ووئیت و همکارانش نسخه های ژن از غده های ابریشم این نوع عنکبوت را نیز مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که انواع های مربوط می توانند به گروه های متفاوت تری از پروتئین spidroin نیز تعلق داشته باشند که نشان می دهد این غده ها مربوط به تولید تنها نوع خاصی از ابریشم نمی باشند. بطوریکه فرآیند تولید ابریشم بسیار پیچیده تر از نوعی می باشد که تاکنون پیش بینی می شده است.

موردی که در راستای این مطالعه بسیار حیرت برانگیز بوده مربوط به نمونه ای از پروتئین spidroins به نام FLAG-b می باشد که با توجه به یافته محققان، این ابریشم در غده سمی عنکبوت orb-weaver تولید می شود که هیچ ارتباطی با غده ابریشم آن ندارد، عملکرد جدید و جذابی که ارتباط ابریشم را با جذب طعمه، ناتوان سازی و بی حرکتی و یا حفظ شکار نشان می دهد.

این محققان علاوه بر موارد گفته شده در حدود ۶۴۹ ژن شبیه را کشف کرده اند که در گروه پروتئین مربوطه قرار نگرفته ولی به نوعی در غده های ابریشم دیده می شوند و بنابراین اهمیت ویژه ای در تبدیل ابریشم مایع از سلول های عنکبوت به نوع جامد و سفت آن را دارند که می توان به نمونه تار های چرخشی اشاره کرد — به عنوان فرآیند عجیبی که مهندسان بیوتکنولوژی در مراحل رسیدن به آن قرار گرفته اند.

این گروه هم اکنون در نظر دارند تا مطالعه انجام گرفته داروین در مورد ژنوم متوالی در مورد عنکبوت های “bark” داروین را اعمال کنند که با توجه به مطالعات انجام گرفته قادر است سخت ترین نوع از ابریشم را در دنیا تولید کند.

دانشمندان هم اکنون یافته های خود را در زمینه تکنولوژی فعالیت های خود را سوق داده اند تا نمونه ای از ابریشم عنکبوت مستحکم در راستای توالی در ان ای را هرچه زودتر تولید کنند تا به نوعی در رابطه با فرآیند ویژگی های زیست شناسی و فیزیکی نقوش ابریشم های کد گذاری شده به نتایجی دسترسی پیدا کنند.

ووئیت: “زمانیکه من صحبت از ساختن تار هایی چون تار های مرد عنکبوتی به میان می آورم، بدانید که در این مورد شوخی نمی کنم.”

Warning: A non-numeric value encountered in /home/madnic/domains/madnic.ir/public_html/wp-content/themes/Newspaper/includes/wp_booster/td_block.php on line 326

افزودن دیدگاه