insan genomunu yeniden programlamak için yeni bir adım atıldı

Minik fotonik implantlarla mümkün olan avantaj, kanser ve zihinsel bozukluklar için yeni tedavilere yol açabilir. Araştırmacıların laboratuvarda yetiştirilen beyin dokusunda insanların embriyolardan yetişkinliğe nasıl büyüdüğü konusunda kilit rol oynayan bir gen olan FGFR1’i kablosuz olarak nasıl kontrol ettiklerini anlatıyor.

Çalışmanın yazarları, geni manipüle etmenin yeni kanser tedavilerine ve şizofreni gibi zihinsel bozuklukları önleme ve tedavi etme yollarını sağlayabileceğini söylüyor. Şizofreni ve diğer nörolojik hastalıkların önlenmesi ve tedavisinin yanı sıra, kanser tedavisini artırabilecek genetik manipülasyon teknolojisine doğru bir adım atıyor.
Çalışmanın yazarlarının “optogenomik” olarak adlandırdığı veya insan genomunu lazer ışığı ve nanoteknoloji ile kontrol ettiği yeni bir araştırma alanı yaratılmasına odaklanıyor.
UB Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu Elektrik Mühendisliği Bölümünde doçent olan Josep M. Jornet, “Optogenomik arayüzlerin potansiyeli çok büyük” diyor. “Tıbbi ilaçlara ve bazı hastalıklar için diğer tedavilere olan ihtiyacı büyük ölçüde azaltabilir. İnsanların makinelerle etkileşimlerini de değiştirebilir.”

“Optogenetik” ten “optogenomik” e kadar

Son 20 yıldır, bilim insanları, optiklerin ve genetiğin – optogenetik alanındaki – hücrelerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini kontrol etmek için ışık kullanmak amacıyla birleştiriyorlar.Bunu yaparak, hücreler arasında meydana gelen yanlış iletişimi düzelterek potansiyel olarak hastalıklar için yeni tedaviler geliştirebiliriz.
Araştırma, bu konuyla çalışmaya başladı çünkü FGFR1 – Fibroblast Büyüme Faktörü Alıcısı 1 anlamına geliyor – İnsan Genom Projesi tarafından tahmin edildiği üzere, insan genomunun beşte birinde yaklaşık 4.500 geni etkiliyor.

UB’dekiJacobs Tıp ve Biyomedikal Bilimler Fakültesi Patoloji ve Anatomik Bilimler Anabilim Dalı profesörü Stachowiak, “Bazı açılardan, bu bir patron geni gibi” diyor. “FGFR1’i kontrol ederek, şizofrenide veya meme kanseri ve diğer kanser türlerinde yaygın gen bozulmalarını teorik olarak önleyebiliriz.”

Işıkla çalışan geçiş anahtarları

Araştırma ekibi küçük fotonik beyin implantları yaratarak FGFR1 ‘i manipüle edebildi. Bu kablosuz cihazlar arasında nano lazerler ve nano antenler ve gelecekte nanodedektörler bulunur.
Araştırmacılar, implantları, uyarılmış kök hücrelerden büyütülen ve ışıkla aktive olan geliştirilmiş beyin dokusuna yerleştirdi. Daha sonra dokuyu farklı lazer ışıklarıyla – ortak mavi lazer, kırmızı lazer ve uzak kırmızı lazer – tetiklediler.
Etkileşim, araştırmacıların FGFR1 ‘i ve bununla ilişkili hücresel fonksiyonları aktif hale getirmesini ve devre dışı bırakmasını sağladı. Çalışma, doktorların hastalarının genomik yapılarını manipüle etmelerini sağlayabilir ve gen anormalliklerini önlemenin ve düzeltmenin bir yolunu sağlayabilir.