Doğadaki Karşılığından Bin Kat Hızlı İşleyen Enzim Üretildi
Proteinden değil de DNA'dan yapılan skramblaz enzimi, doğal skramblazdan bin kat daha hızlı! Credit: Christopher Maffeo
Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign Yerleşkesi ve Cambridge Üniversitesi bilimcileri tarafından yapılan çalışmada üretilen lipid-karıştırıcı DNA enzimi, kendi sınıfında doğal olarak ortaya çıkan enzimlerden daha yüksek performans (üç büyüklük mertebesi farkla) gösteren ilk örnek olma niteliği taşıyor. Ekip, yaptıkları çalışmanın ayrıntılarını Nature Communications dergisindeki yayımladıkları makaleyle paylaştı.
“Hücre zarları iç kısımda ve dış kısımda farklı birer moleküller kümesiyle hizalanmıştır ve hücreler bunu sürdürmeye büyük miktarda kaynak ayırır. Ama hücrenin yaşamının bazı noktalarında, asimetrinin ortadan kaldırılması gerekir. O zaman içeride olan işaretleyiciler dışarıda durumuna gelir; hücre ölümü gibi bazı süreçler için sinyal gönderirler. Doğada bunu yapan enzimler var ve onlara skramblaz deniyor. Bununla birlikte, skramblazların yetersiz olduğu bazı hastalıklarda, bu doğru biçimde olmaz. Bizim sentetik skramblaz enzimimiz, tedavi için yeni bir yol sunabilir,” diyor ekip lideri Aleksei Aksimentiev. Proteinden değil de DNA’dan yapılan yeni sentetik enzim, kanser hücrelerinde hücre ölümünü başlatmak için kullanılabilecek bir sinyal yolağını tetikleyerek, hücre zarı içindeki lipid moleküllerini tersyüz edebiliyor.
Aksimentiev’in ekibi, hücre zarlarında porlar ve kanallar oluşturan DNA yapılarına bakarken, DNA skramblaz etkinliğine rastladı. Araştırmacılar, Illinois’deki Mavi Sular süper-bilgisayarını kullanarak, atomik düzeydeki sistemleri modelledi. Zarın içine bazı DNA yapıları yerleştirildiğinde (bu çalışmada, ipliklerden ikisinin uçlarında kolesterol olmak üzere sekiz DNA ipliği öbeği), DNA çevresindeki zardaki lipidlerin, iç ve dış zar katmanları arasında gidip gelmeye başladıklarını gördüler.
Bilgisayar modellerinin öngördüğü skramblaz etkinliğini doğrulamak için Illinois ekibi, Cambridge’ten Ulrich keyser’in ekibi ile ortaklık kurdu. Cambridge ekibi, DNA enzimini sentezledi ve vezikül adı verilen model zar baloncukları içinde, sonra da insan meme kanseri hücreleri içinde sınadı. Cambridge’ten lisansüstü öğrencisi Alexander Ohmann, sentezledikleri DNA nano-yapısının kesinlikle hızlı lipid karıştırılmasını sağladığını gösteren sonuçlar elde ettiklerini belirtiyor. En ilginci de, moleküler dinamik simülasyonlarının işaret ettiği yüksek tersyüz etme oranının büyüklük mertebesinin, deneylerdekiyle aynı olduğunu vurguluyor. Bunun doğal skramblazlarda görülenin bin katı kadar daha hızlı olduğunu söylüyor.
Bilimciler, ışık veya bir başka uyaran ile etkinleşen skramblazlar geliştirmeye çalışacaklarını ve böylelikle sadece istenildiği zaman etkinleştirilip, diğer zamanlarda kapatılabilecek enzimler yapmaya çalışacaklarını müjdeliyor. Bu teknoloji geliştirilebilirse, kişiye özel ve doğrudan sorunlu hücreyi hedefleyen yeni tedaviler geliştirilebilir.
Sevkan Uzel
- DNA enzyme shuffles cell membranes a thousand times faster than its natural counterpart https://phys.org/news/2018-06-dna-enzyme-shuffles-cell-membranes.html
- Alexander Ohmann et al. A synthetic enzyme built from DNA flips 107 lipids per second in biological membranes, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04821-5 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-018-04821-5
BilimFili.com: "Doğadaki Karşılığından Bin Kat Hızlı İşleyen Enzim Üretildi"
https://bilimfili.com/dogadaki-karsiligindan-bin-kat-hizli-isleyen-enzim-uretildi/
Genetik Haberleri
-
Araştırmacılar kediler, yunuslar, kuşlar ve düzinelerce başka hayvanın genom haritasını çıkarıyor
-
Kolombiya'da nadir görülen bir kuş türünde "gynandromorphy" gözlemlendi
-
Kurumaya dayanıklı bitkiler için genom veritabanı yayınlandı
-
En son DNA barkodlama teknolojisiyle İsrail'in tatlı su balık türleri listesinin yeniden gözden geçirilmesi
-
İnsanların Daha Önce Bilinmeyen Bir Dokunma Duyusu Keşfedildi
-
Bilim İnsanları Tüm İnsan Genomunun Dizilimini Çıkardı. Ancak Henüz Bitmedi
-
İlk Defa Tazmanya Kaplanından RNA Elde Edildi
-
Neandertal DNA’nız, Sizi Acıya Karşı Daha Hassas Yapıyor Olabilir
-
Epigenetik ve Epigenetik Mekanizmalar
-
İlk taslaktan 20 yıl sonra insan Y kromozomu tamamen dizilendi.
-
Kim Bu Kimerizm? Tek Bedende İki Kişi
-
Gen terapi, genetik materyalin yeniden düzenlenmesi
-
mRNA Aşıları: Genetik İnovasyonunun Yeni Yüzü ve Sağlıkta Devrimi
-
Genetik Dizilimi Yapılan En Eski Modern İnsanın Yüzünü Görün
-
Neandertal ve Denisovalı Genleri Farelere Aktarıldı