Geleneksel hücreler ATP'yi motor proteinleri beslemek için kullanırken bazı tek hücreliler —silialılar— kalsiyum darbeleriyle ultrahızlı kasılma yapar; ATP ise daha sonra kalsiyumu depolamaya geri pompalamak için kullanılır. Georgia Tech liderliğindeki çalışma bu biyolojik stratejiyi yapay protein ağlarına uyarladı ve ATP'ye dayanmayan bir aktüasyon yöntemi gösterdi.
Araştırmacılar Tetrahymena thermophila kalsiyum bağlayan protein 2'yi (Tcb2) üretti ve saflaştırdı; bu protein laboratuvar ortamında kalsiyuma maruz kaldığında kasılan lifsi bir ağ oluşturuyor. Kalsiyumu sadece istenen yerde ve zamanda serbest bırakmak için ışığa duyarlı bir "kafes" (photocaged) chelatör kullanıldı. Araştırmacılar yıldız ve daire desenleri projekte ederek ağların aynı şekillerde birikmesini ve ardından kasılmasını sağladı. Darbeli aydınlatma sayesinde ağ yaklaşık 150 döngü boyunca tekrarlı kasılma gösterdi; kasılma hızları yaklaşık 0.4 mikrometre/saniye olarak ölçüldü.
Ağın mikroskobik parçacıkları hareket ettirebilmesi, kontrol edilebilir bir kuvvet üreteci olarak sentetik hücre benzeri ilaç taşıma sistemleri için önemli bir adım sayılıyor. Takım ayrıca farklı girdiler altında Tcb2'nin davranışını anlamak amacıyla bir bilgisayar modeli geliştirdi; simülasyonlar ve pekiştirmeli öğrenme ile istenen itme veya çekme hareketlerini üreten ışık desenleri tasarlandı. Çalışma Saad Bhamla'nın laboratuvarından çıktı, kısmi destek Ulusal Bilim Vakfı'ndan geldi ve yazarların görüşleri destek veren kurumların görüşlerini zorunlu olarak yansıtmayabilir.
- Tcb2 proteininden türetilen kasılan lifsi ağ
- Işığa duyarlı "kafes" ile yerel kalsiyum salınımı
- Darbeli ışıkla tekrar eden kasılma döngüleri
- Simülasyon ve pekiştirmeli öğrenme ile ışık desenlerinin tasarımı
Zor kelimeler
- aktüasyon — Bir şeyi harekete geçirme veya çalıştırma süreci
- chelatör — Metal iyonları bağlayan kimyasal madde
- simülasyon — Gerçek durumu bilgisayarda taklit etmesimülasyonlar
- pekiştirmeli öğrenme — Deneyimlere göre ödülle öğrenme yöntemi
- kasılma — Bir yapının kısalıp kuvvet üretmesi durumu
- darbe — Ani ve kısa süreli bir etki veya sinyaldarbeleriyle
İpucu: Türkçe metni okurken veya ses kaydını dinlerken, vurgulanan kelimelerin üzerine gel, odaklan ya da dokun; anında kısa tanımlar görünür.
Tartışma soruları
- Bu ATP'ye dayanmayan aktüasyon yönteminin sentetik hücre benzeri ilaç taşıma sistemlerine nasıl katkı sağlayabileceğini nedenleriyle açıklayın.
- Işığa duyarlı "kafes" chelatör kullanmanın deneylerde ne gibi avantajları ve sınırlamaları olabilir? Örnek verin.
- Simülasyon ve pekiştirmeli öğrenme kullanarak ışık desenleri tasarlamanın deneysel tasarıma nasıl fayda sağlayabileceğini tartışın.
İlgili makaleler
Üç kuruluş yapay zeka ve insan sesi için işbirliği
Üç insan hakları ve marjinalleşmiş seslere odaklanan kuruluşun editörleri, yapay zekanın artan kullanımına nasıl yanıt verileceği konusunda ortak bir çalışma başlattı. Seri insan-insan bilgi paylaşımını yeniden öne çıkarıyor ve Nisan boyunca yayımlanacak.
Novartis'in yeni sıtma ilacı GanLum güçlü sonuçlar gösterdi
Novartis tarafından geliştirilen GanLum, içinde ganaplacide molekülü olan yeni bir sıtma tedavisidir. Geç aşama denemede güçlü sonuçlar verdi ve ilaç direncine karşı umut olabilir; onaylar yaklaşık 16 months içinde bekleniyor.
Bilim insanlarının kimliği ve kamu güveni
ABD'de yapılan bir araştırma, bilim insanlarının demografik temsilinin kamu güvenini etkilediğini gösteriyor. Rochester Üniversitesi'nden James Druckman liderliğindeki çalışma, farklı grupların bilime olan güven düzeylerindeki eşitsizlikleri ve temsilin rolünü inceliyor.