سایت فناوری های همگرا-دانشمندان قبل از به‌کارگیری باکتری‌ها باید مطمئن شوند که آنها در محدوده تعیین‌شده قرار می‌گیرند و با تولیدمثل باعث آسیب به بدن نمی‌شوند. به همین منظور، محققان در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و دانشگاه هاروارد(Harvard) نوعی سیستم ایمن
ایجاد چاشنی انفجاری روی باکتری‌های مهندسی شده
به گزارش سایت فناوری های همگرا گروه‌های تحقیق زیادی در حال ساخت و توسعه باکتری‌هایی هستند که با کنترل انسان به نقاط مختلف بدن فرستاده شده و در جلوگیری و تشخیص بیماری‌ها به پزشکان کمک کنند. چنین باکتری‌هایی همچنین می‌توانند در نشان دادن سموم رودخانه‌ها و بهبود باروری محصولات کشاورزی مفید واقع شوند.
به هرحال، دانشمندان قبل از اینکه این باکتری‌ها را آزادانه در بدن رها کنند باید مطمئن شوند که آنها از محدوده تعیین‌شده نگریزند و با تولیدمثل باعث آسیب به بدن نشوند. به همین منظور، محققان در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و دانشگاه هاروارد (Harvard) نوعی سیستم ایمنی برای این باکتری‌ها در نظر گرفته‌اند که اصطلاحاً به آن “کلیدهای مرگ” می‌گویند. این سیستم هنگامی‌که ماده شیمیایی خاصی کنار این باکتری‌های مصنوعی وجود ندارد، باعث مرگ این باکتری‌ها می‌شود.
جیمز کالینز پروفسور مهندسی پزشکی در موسسه فناوری ماساچوست می‌گوید: «تلاش‌های زیادی برای توسعه این سیستم ایمنی در سال‌های اخیر صورت گرفته است. باید ژنی برای این باکتری‌ها طراحی شود که به ما اطمینان دهد باکتری فقط در حضور آمینواسید‌ها و یا مواد شیمیایی دیگر می‌تواند به حیات خود در بدن ادامه دهد. بدین ترتیب این باکتری‌ها بسیار قابل‌کنترل خواهند بود.»
این سیستم از دو کلید تشکیل‌شده است که «دِدمَن (Deadman)» و «پَسکُد (Passcode)» نامیده می‌شوند. در ساختار کلید دِدمَن یک نوع توالی ژنتیکی قرار داده شده‌است که نیاز به ماده شیمیایی خارج است تا مانع از بیان ماده سمی و از بین برنده سلول شود. این توالی ژنتیکی همانند یک ترمز است که می‌توان هدایت فعالیت باکتری را با استفاده از آن انجام داد. این سوئیچ می‌تواند بین دو حالت مختلف تغییر وضعیت دهد به طوری که در هر وضعیت، یک ژن کاملا خاموش و دیگری کاملا بیان می‌شود. زمانی که یک سوئیچ روی یک وضعیت باشد، یکی از فاکتورهای نسخه‌برداری بیان شده و فاکتور دوم غیرفعال می‌شود.
هنگامی‌که یک مولکول کوچک وجود داشته باشد کلید روی حالت ضعیف خواهد بود. ولی به محض این که این مولکول حذف شود کلید روی حالت قوی قرار خواهد گرفت. این کلید برای شناسایی و حذف سموم مختلف در بدن طراحی شده‌است.
در مقابل، کلید پَسکُد مانند یک پردازنده منطقی عمل می‌کند. هنگامی‌که مواد شیمیایی معین بهعنوان ورودی به این کلید داده شود، اجازه حیات و تکثیر به باکتری‌ها داده خواهد شد. این کلید از فاکتورهای نسخه‌برداری مختلفی ساخته شده‌است که در آنها دامنه‌های مستقلی به‌منظور شناسایی مولکول‌های کوچک قرار دارد. هنگامی‌که این کلید درمی‌یابد که ترکیب درستی از مولکول‌های کوچک در محیط وجود دارند، اجازه بقای باکتری‌ها را می‌دهد. ولی هنگامی‌که این ترکیب صحیح از مولکول‌های کوچک در محیط نباشد، این باکتری‌ها نابود می‌شوند.
جیمز می‌افزاید: «ترکیب مولکول‌هایی که بهعنوان ورودی برای این کلید قابل قبول بوده و اجازه ادامه حیات باکتری‌ها را می‌دهد، قابل تغییر است. همین ویژگی است که سیستم را بسیار انعطاف‌پذیر کرده و باعث می‌شود دامنه کاربردهای آن گسترده‌تر شود.»
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان “‘Deadman’ and ‘Passcode’ microbial kill switches for bacterial containment در نشریه Nature Chemical Biology منتشر شده‌است.
