Nghiên cứu do nhóm tại Georgia Tech công bố mô phỏng chiến lược tạo lực của một số sinh vật đơn bào, vốn dùng xung canxi để kích hoạt co rút siêu nhanh và ATP để bơm canxi về kho. Các tác giả đã điều chỉnh chiến lược này để kiểm soát một mạng protein nhân tạo mà không cần động cơ chạy bằng ATP.
Họ sản xuất và tinh sạch protein Tetrahymena thermophila calcium-binding protein 2 (Tcb2). Trong phòng thí nghiệm, Tcb2 tự lắp thành mạng sợi có thể co rút khi canxi xuất hiện. Để điều khiển thời điểm và vị trí, nhóm dùng một phân tử "lồng" bắt canxi nhạy sáng; ánh sáng cắt đứt phân tử này và chỉ giải phóng canxi nơi họa tiết được chiếu. Với chiếu xung, mạng co rút lặp lại qua nhiều chu kỳ và có thể di chuyển các hạt vi mô, mở đường cho các hệ đưa thuốc dựa trên tế bào nhân tạo.
Nhóm còn xây dựng mô hình máy tính và dùng học tăng cường để học các họa tiết ánh sáng điều khiển việc đẩy hoặc kéo mạng theo ý muốn. Công trình bắt nguồn từ phòng thí nghiệm của Saad Bhamla; các tác giả nêu rằng cơ chế canxi điều khiển bằng ánh sáng là mảnh còn thiếu cho nhiều ý tưởng tế bào tổng hợp. Nghiên cứu được tài trợ một phần bởi National Science Foundation; kết luận thuộc về các tác giả. Nguồn: Georgia Tech.
Từ khó
- mô phỏng — giả lập hành vi của một hệ thống
- co rút — thu nhỏ lại bằng chuyển động cơco rút siêu nhanh, mạng co rút
- tinh sạch — loại bỏ tạp chất để thu được chất tinh khiết
- tự lắp — tự kết hợp thành cấu trúc không cần hướng dẫn
- nhạy sáng — phản ứng hoặc thay đổi khi có ánh sáng
- học tăng cường — kỹ thuật học máy dựa trên thưởng và thử
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Việc điều khiển mạng protein bằng ánh sáng và canxi có thể thay đổi cách phân phối thuốc như thế nào? Hãy nêu ít nhất một lợi ích và một thách thức.
- So sánh ưu, nhược điểm khi dùng cơ chế không cần ATP thay vì động cơ chạy bằng ATP trong hệ tế bào tổng hợp.
- Theo bạn, những thí nghiệm hoặc kiểm tra an toàn nào cần tiến hành trước khi ứng dụng hệ này vào đưa thuốc trong cơ thể?
Bài viết liên quan
Tại sao mô hình ngôn ngữ lớn khó nhân số bốn chữ số
Một nghiên cứu do University of Chicago dẫn đầu giải thích vì sao nhiều mô hình ngôn ngữ lớn không nhân đúng hai số có bốn chữ số. Nghiên cứu so sánh huấn luyện tinh chỉnh tiêu chuẩn và phương pháp Chuỗi suy luận ẩn (ICoT) và thấy ICoT giúp mô hình lưu và dùng kết quả trung gian.
