Proteinler, evdeki ışıklar gibidir; belirli görevleri vardır ve bunları yapmak için başka proteinler veya moleküllerle "açma-kapama" işlemleri yapılır. Ancak, vücutta bu süreç çok daha karmaşıktır, çünkü milyarlarca yıllık evrim proteinler için biyolojik anahtarlar olarak işlev gören karmaşık bir moleküler sinyal ağı oluşturmuştur.
Bu hafta, Washington Üniversitesi'nden Dr. David Baker liderliğindeki bir ekip, bu süreci kısaltan bir yol geliştirdi. Yapay zeka kullanarak, bir "efektör" adı verilen moleküler anahtarın varlığında güvenilir bir şekilde şekil değiştiren proteinler tasarladılar. Bu tasarım proteinleri, doğada bilinmeyen ve bir efektörle birleştiğinde farklı yapılara dönüşebilen, sonrasında ise efektörün kaybolmasıyla ayrışabilen menteşelere sahiptir.
Ekip, bu proteinleri halkalar veya kafesler gibi dinamik düzenlemelere dönüştürebildi. Bu, proteinlerin biyolojik işlevlerini taklit eden davranışlarını anlamamıza olanak sağladı. Örneğin, kan proteini hemoglobin gibi proteinler oksijen taşırken şekil değiştirebilirler.
Bu tür anahtarlanabilir proteinler, ilaç taşımacılığı veya biyolojik devreler gibi birçok potansiyel uygulama için kapı açar. Dr. Baker, bu proteinlerin "gelecekteki biyoteknolojilere öncülük edebileceğini" belirtti.
Proteinler vücudun işgücüdür; vücudumuzu inşa eder ve çalıştırırlar. Hücrelerin ne zaman bölüneceğini, büyüyeceğini veya öleceğini belirlerler. Bilim insanları, aşılar, kanser tedavileri ve beyin ile kalp hastalıkları için proteinlere güvenirler.
Yapısal stabilite, özellikle birden fazla bileşenden oluşan büyük proteinler için önemlidir. Ancak, bu proteinlerin şekilleri hücrenin ihtiyaçlarına göre değişebilmelidir. Ekip, yapay zekayı kullanarak menteşe benzeri bir protein tasarladı. Bu protein, bir efektör molekülün varlığında şekil değiştirerek düz bir plakadan menteşeli bir "V" şekline dönüşebiliyor.
Laboratuvar testlerinde, tasarlanan proteinler belirli bir efektörle birleştiğinde halka benzeri yapılar oluşturdu. Ayrıca, hücre içi süreçleri değiştiren bu proteinler, sentetik biyolojide moleküler tepkileri tetiklemek için anahtarlar olarak kullanılabilir.
Sonuç olarak, bu yeni tasarlanan proteinler, doğada bulunmayan, şekil değiştiren yapılar oluşturarak, ilaç taşımacılığı ve biyosensörler gibi birçok alanda kullanılabilecek potansiyele sahiptir. Ancak, bu proteinlerin doğadaki kadar karmaşık ve çeşitli olup olmayacağı henüz belirsizdir.
https://singularityhub.com/2024/08/16/a-startling-advance-in-designer-proteins-opens-a-world-of-possibility-in-biotech/
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder