به خدمت گرفتن نیروی اسپرم برای نانوروبات‌ها

محققان دانشگاه کرنل در تلاشند تا از همان انرژی که باعث حرکت اسپرم می‌شود، برای
تأمین نیروی نانوروبات‌ها و یا رساندن دارو‌ها و مواد شیمیایی به اهداف خاصی در بدن
استفاده نمایند. با تجزیه و تحلیل تک تک مراحل این روند زیستی که اسپرم از آن انرژی
خود را تأمین می‌نماید، محققان در تلاشند تا همان روند را در ابزار‌های ساخت بشر
نیز به خدمت گیرند.

آلکس تراویس، دانشیار دانشکده دامپزشکی دانشگاه کرنل، گفت: «هدف ما از این تحقیق یک
محصول نهایی نیست!» شیناتسو موکایی، همکار این طرح، گفت: «دلیل ما بر کارایی این
روش، این است که ما نشان داده‌ایم که دو آنزیم اول این فرایند می‌توانند به یک
تراشه متصل شده، با هم ‌دیگر کار کنند. قطعه میانی واقع بین سر و دم اسپرم حاوی
میتوکندری‌هاست که‌ اندامک‌های تأمین‌کننده انرژی سلول به شمار می‌روند؛ اما اسپرم
از فرایند دیگری هم برای حرکت دادن دم دراز خود بهره می‌برد که همان روش معروف
گلیکولیز است و در آن گلوکز برای تولید ATP مصرف می‌گردد».
مسیر گلیکولیز به ده آنزیم نیاز دارد. با استفاده از جایگاه‌های هدف‌گیری ویژه،
اسپرم برای حرکت دادن دم دراز خود، این آنزیم‌ها را به پوشش فیبری موجود در سرتاسر
خود متصل می‌نماید. در این مطالعه، محققان تلاش دارند تابا اصلاح هر یک از جایگاه‌های
هدف‌گیری پروتئینی، آنها را به سطح ذرات نیکل متصل نمایند و در تراشه‌های خاصی آنها
را به‌کار برند.
تاکنون آنها توانسته‌اند سه آنزیم از ده آنزیم لازم برای تولید ATP از گلوکز را به
این ذرات متصل نمایند؛ به‌طوری که هر سه آنزیم فعالیت خود را نیز حفظ نموده‌است.
اگر آنها بتوانند هر ده آنزیم را روی یک ذره متصل نمایند، مجموعه‌ای به‌ دست خواهند
آورد که می‌تواند ATP تولید کرده و نیروی لازم برای نانوابزار‌ها را تأمین نماید.
چنین ابزاری در بدن می‌تواند گلوکز ؛یعنی سوخت لازم را از محیط پیرامون خود کسب
نماید.
کاربرد‌های بالقوه این نانوابزار‌ها در سیستم‌های رسانش دارو یا آنتی‌بیوتیک‌ها به
سلول‌های خاص هدف در بدن می‌باشد. چنین سیستمی به پزشکان اجازه می‌دهد که با کاهش
عوارض جانبی دارو‌ها دوز‌های پایداری از آنها در بدن ایجاد نمایند.
این گروه در تلاش است تا تأمین مالی لازم برای متصل نمودن همه ده آنزیم لازم برای
گلیکولیز را کسب نماید. تراویس در این مورد گفت: «ما در حال تدوین یک پتنت احتمالی
برای آینده هستیم و می‌توانیم با شرکت‌های علاقه‌مند به این طرح، به توافق برسیم و
در تلاشیم تا مسیر زیستی‌ای را که اسپرم برای تأمین انرژی استفاده می‌کند، به‌ شکل
جدیدی به خدمت بگیریم؛ لذا به مهندسان ‌زیستی، فیزیک‌دان‌ها، و دام‌پزشکانی نیاز
داریم که بتوانند سیستم‌های انتقالی قابل ‌کاربرد در موجود زنده و سایر کاربرد‌های
ابداعی مربوط به آنها را توسعه دهند».
این محققان نتایج خود را در چهل و هفتمین نشست سالانه زیست‌شناسی سلولی ارائه
کردند.