به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران "موسسه کارولینسکا"(Karolinska Institutet) و "دانشگاه علوم کشاورزی سوئد"(SLU) کشف کرده‌اند که پروتئین‌های به دست آمده از تار عنکبوت را می‌توان با پروتئین‌های فعال بیولوژیکی ترکیب کرد و سپس، آنها را در دمای بدن به صورت ژل درآورد.

یکی از اهداف این پژوهش، توسعه یک محلول پروتئینی تزریقی است که نوعی ژل را در بدن تشکیل می‌دهد. از این ژل نه تنها می‌توان در مهندسی بافت و انتشار دارو استفاده کرد، بلکه براساس آن می‌توان ژل‌هایی را ارائه داد که فرآیندهای شیمیایی را در جایی که آنزیم‌ها استفاده می‌شوند، ساده کنند.

"آنا رایزینگ"(Anna Rising)، استاد بخش آناتومی، فیزیولوژی و بیوشیمی دانشگاه علوم کشاورزی سوئد و سرپرست این گروه پژوهشی گفت: ما روش کاملا جدیدی را برای ابداع یک ژل سه‌بعدی از تار عنکبوت ابداع کرده‌ایم که می‌توان آن را برای ارائه پروتئین‌های مختلفی طراحی کرد. پروتئین‌های ژل، بسیار نزدیک به هم هستند و این روش آن قدر ملایم است که حتی می‌تواند برای پروتئین‌های حساس نیز قابل استفاده باشد.

یک محلول پروتئینی قابل تزریق

پژوهشگران امیدوارند که در آینده، یک محلول پروتئینی تزریقی بسازند که ژل را درون بدن تشکیل دهد. توانایی طراحی یک هیدروژل با عملکردهای خاص، راه را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای احتمالی هموار می‌کند. برای مثال، از چنین ژلی می‌توان برای انتشار کنترل‌شده داروها در بدن استفاده کرد. در صنایع شیمیایی، می‌توان آن را با آنزیم‌ها ترکیب کرد که نوعی پروتئین برای سرعت بخشیدن به فرآیندهای شیمیایی مختلف هستند.

"تینا آرنت"(Tina Arndt)، دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه علوم کشاورزی سوئد و از پژوهشگران این پروژه گفت: من باور دارم که در کوتاه‌مدت، ژل‌های تزریقی می‌توانند در پزشکی ترمیمی بسیار سودمند باشند. ما راه درازی در پیش داریم اما این واقعیت که محلول پروتئین در دمای بدن، به سرعت ژل را تشکیل می‌دهد و بدن به خوبی پروتئین تار عنکبوت را تحمل می‌کند، امیدوارکننده است.

تقلید از تار تنیدن عنکبوت

توانایی عنکبوت‌ها برای تنیدن الیاف فوق‌العاده قوی متشکل از محلول پروتئین در کسری از ثانیه، علاقه به مکانیسم‌های مولکولی را برانگیخته است. پژوهشگران به ویژه به توانایی عنکبوت‌ها در محلول نگه‌ داشتن پروتئین‌ها به‌ گونه‌ای که قبل از تنیدن تار روی هم جمع نشوند، علاقمند بوده‌اند. آنها پیشتر روشی را برای تولید پروتئین‌های ارزشمند توسعه داده‌اند که از فرآیند مورد استفاده عنکبوت برای تولید و ذخیره پروتئین‌ تارهای خود تقلید می‌کند.

رایزینگ گفت: ما پیشتر نشان داده‌ایم که بخش خاصی از پروتئین تار عنکبوت به نام "دامنه پایانهN" (N-terminal domain)، در مقادیر زیادی تولید می‌شود و می‌تواند پروتئین‌های دیگر را محلول نگه دارد. ما می‌توانیم از این بخش خاص برای کاربردهای پزشکی استفاده کنیم. ما به باکتری‌ها امکان داده‌ایم تا این قسمت از پروتئین مرتبط با پروتئین‌های عملکردی، از جمله داروها و آنزیم‌های مختلف را تولید کنند.

این پژوهش جدید نشان می‌دهد که دامنه پایانه N، توانایی تغییر شکل و تبدیل شدن به رشته‌های کوچک را دارد که باعث می‌شود محلول پروتئین در دمای ۳۷ درجه سلسیوس به ژل تبدیل شود. علاوه بر این، می‌توان آن را با پروتئین‌های کاربردی که عملکرد خود را در ژل حفظ می‌کنند، ترکیب کرد.

این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.

انتهای پیام