ជីវវិទ្យាសំយោគកំពុងសរសេរជីវិតឡើងវិញរួចហើយ។
នៅចុងឆ្នាំ 2023 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ កោសិកាផ្សិតត្រូវបានបង្ហាញ ជាមួយនឹងប្លង់ហ្សែនពាក់កណ្តាលរបស់ពួកគេត្រូវបានជំនួសដោយ DNA សិប្បនិម្មិត។ វាជាពេលវេលាមួយដែលមាន«ទឹក» គម្រោងរយៈពេល 18 ឆ្នាំ។ ដើម្បីរចនាកំណែជំនួសនៃគ្រប់ក្រូម៉ូសូមផ្សិត។ ទោះបីជាមានក្រូម៉ូសូមសំយោគប្រាំពីរកន្លះក៏ដោយ កោសិកាបានបន្តពូជ និងលូតលាស់។
ការសិក្សាថ្មី ជំរុញយើងឡើងលើជណ្តើរវិវត្តន៍ទៅកាន់រុក្ខជាតិរចនា។
សម្រាប់គម្រោងមួយដែលមានឈ្មោះថា SynMoss ក្រុមមួយនៅក្នុងប្រទេសចិនបានរចនាឡើងវិញនូវផ្នែកនៃក្រូម៉ូសូមតែមួយនៅក្នុងប្រភេទស្លែមួយ។ រុក្ខជាតិសំយោគជាផ្នែកបានលូតលាស់ជាធម្មតា និងផលិត spores ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាភាវៈរស់ដំបូងបង្អស់ដែលមានកោសិកាច្រើនដើម្បីផ្ទុកក្រូម៉ូសូមសិប្បនិម្មិតមួយផ្នែក។
ការផ្លាស់ប្តូរផ្ទាល់ខ្លួននៅក្នុងក្រូម៉ូសូមរបស់រុក្ខជាតិមានតិចតួចបើប្រៀបធៀបទៅនឹងផ្សិតសំយោគ។ ប៉ុន្តែវាជាជំហានឆ្ពោះទៅរកការរៀបចំឡើងវិញទាំងស្រុងនូវហ្សែននៅក្នុងសារពាង្គកាយកម្រិតខ្ពស់។
នៅក្នុងបទសម្ភាសជាមួយ វិទ្យាសាស្រ្តវេជ្ជបណ្ឌិត Tom Ellis មកពីមហាវិទ្យាល័យ Imperial College London បាននិយាយថា វាជា "ការដាស់តឿនដល់មនុស្សដែលគិតថាហ្សែនសំយោគគឺសម្រាប់តែអតិសុខុមប្រាណប៉ុណ្ណោះ"។
ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវជីវិត
កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងដើម្បីសរសេរជីវិតឡើងវិញ មិនមែនគ្រាន់តែដើម្បីបំពេញការចង់ដឹងចង់ឃើញតាមបែបវិទ្យាសាស្ត្រប៉ុណ្ណោះទេ។
ការធ្វើកោសល្យវិច័យជាមួយនឹង DNA អាចជួយយើងបកស្រាយប្រវត្តិនៃការវិវត្តន៍ និងកំណត់ចំណុចសំខាន់នៃ DNA ដែលរក្សាក្រូម៉ូសូមឱ្យស្ថិតស្ថេរ ឬបង្កឱ្យមានជំងឺ។ ការពិសោធន៍ក៏អាចជួយយើងឱ្យយល់កាន់តែច្បាស់អំពី "រូបធាតុងងឹត" របស់ DNA ។ តម្រៀបតាមហ្សែន លំដាប់អាថ៌កំបាំងដែលមិនបានបំប្លែងប្រូតេអ៊ីនបានធ្វើឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រងឿងឆ្ងល់ជាយូរមកហើយ៖ តើវាមានប្រយោជន៍ឬគ្រាន់តែជាសំណល់នៃការវិវត្តន៍?
សារពាង្គកាយសំយោគក៏ធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការកែច្នៃភាវៈរស់។ ជាឧទាហរណ៍ បាក់តេរី និងមេដំបែត្រូវបានគេប្រើរួចហើយដើម្បីផលិតស្រាបៀរ និងបូមចេញថ្នាំសង្គ្រោះជីវិត ដូចជាអាំងស៊ុយលីនជាដើម។ តាមរយៈការបន្ថែម ប្តូរ ឬលុបផ្នែកនៃហ្សែន វាអាចទៅរួចក្នុងការផ្តល់ឱ្យកោសិកាទាំងនេះនូវសមត្ថភាពថ្មី។
នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីមួយជាឧទាហរណ៍ អ្នកស្រាវជ្រាវបានរៀបចំឡើងវិញនូវបាក់តេរីដើម្បីសំយោគប្រូតេអ៊ីនដោយប្រើប្រាស់សារធាតុអាមីណូអាស៊ីតអាមីណូដែលមិនមាននៅក្នុងធម្មជាតិ។ នៅក្នុងមួយផ្សេងទៀត ការសិក្សាមួយក្រុមបានប្រែក្លាយបាក់តេរីទៅជាស្ថានីយជះប្លាស្ទីក ដែលកែច្នៃកាកសំណល់ប្លាស្ទិកទៅជាសម្ភារៈមានប្រយោជន៍។
ខណៈពេលដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ បាក់តេរីត្រូវបានបង្កើតឡើងពីកោសិកាមិនដូចកោសិការបស់យើងទេ សារធាតុហ្សែនរបស់ពួកគេអណ្តែតជុំវិញ ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការបន្តខ្សែឡើងវិញ។
នេះ គម្រោង Yeast សំយោគ គឺជារបកគំហើញមួយ។ មិនដូចបាក់តេរីទេ ផ្សិតគឺជាកោសិកា eukaryotic ។ រុក្ខជាតិ សត្វ និងមនុស្សសុទ្ធតែធ្លាក់ចូលទៅក្នុងប្រភេទនេះ។ DNA របស់យើងត្រូវបានការពារនៅខាងក្នុងពពុះដូចគ្រាប់ដែលហៅថាស្នូល ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែពិបាកសម្រាប់អ្នកជីវវិទូសំយោគក្នុងការកែប្រែ។
ហើយនៅពេលដែល eukaryotes ទៅ រុក្ខជាតិគឺពិបាកក្នុងការរៀបចំជាងផ្សិត - ជាសារពាង្គកាយកោសិកាតែមួយ - ដោយសារតែពួកវាមានកោសិកាជាច្រើនដែលសម្របសម្រួលការលូតលាស់ និងការបន្តពូជ។ ការផ្លាស់ប្តូរក្រូម៉ូសូមអាចមានភាពខុសប្លែកគ្នា អាស្រ័យលើរបៀបដែលកោសិកានីមួយៗមានមុខងារ ហើយជះឥទ្ធិពលដល់សុខភាពរបស់រុក្ខជាតិ។
ក្រុមនេះបានសរសេរនៅក្នុងក្រដាសរបស់ពួកគេថា "ការសំយោគហ្សែននៅក្នុងសារពាង្គកាយពហុកោសិកានៅតែជាទឹកដីដែលមិនអាចកំណត់បាន"។
យឺតនិងមានស្ថេរភាព
ជាជាងការបង្កើតហ្សែនថ្មីទាំងស្រុងពីដំបូង ក្រុមនេះបានគិតគូរជាមួយនឹងហ្សែនស្លែដែលមានស្រាប់។
fuzz ពណ៌បៃតងនេះត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។ ការវិភាគដំបូង នៃហ្សែនមូសបានរកឃើញថាវាមានហ្សែនសក្តានុពលចំនួន 35,000 ដែលស្មុគស្មាញយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់រុក្ខជាតិមួយ។ ក្រូម៉ូសូមទាំង 26 របស់វាត្រូវបានតម្រៀបគ្នាទាំងស្រុង។
ក្រុមការងារបានសរសេរថា សម្រាប់ហេតុផលនេះ រោងចក្រនេះគឺជា "គំរូដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការសិក្សាអំពីការអភិវឌ្ឍន៍ និងជីវសាស្ត្រកោសិកា"។
ហ្សែន Moss ងាយសម្របខ្លួនទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរបរិស្ថាន ជាពិសេសអ្នកដែលជួសជុលការខូចខាត DNA ពីពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងរុក្ខជាតិផ្សេងទៀត - ដូចជា thale cress អ្នកជីវវិទូគំរូផ្សេងទៀតពេញចិត្ត - ស្លែមានសមត្ថភាពភ្ជាប់មកជាមួយដើម្បីអត់ធ្មត់ការផ្លាស់ប្តូរ DNA ដ៏ធំនិងបង្កើតឡើងវិញលឿនជាងមុន។ ក្រុមបានពន្យល់ថាទិដ្ឋភាពទាំងពីរគឺ "សំខាន់" នៅពេលសរសេរហ្សែនឡើងវិញ។
អត្ថប្រយោជន៍មួយទៀត? ស្លែអាចលូតលាស់ទៅជារុក្ខជាតិពេញលេញពីកោសិកាតែមួយ។ សមត្ថភាពនេះគឺជាសេណារីយ៉ូសុបិនមួយសម្រាប់អ្នកជីវវិទូសំយោគ ពីព្រោះការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន ឬក្រូម៉ូសូមនៅក្នុងកោសិកាតែមួយអាចផ្លាស់ប្តូរសារពាង្គកាយទាំងមូលបាន។
ដូចយើងផ្ទាល់ដែរ ក្រូម៉ូសូមរុក្ខជាតិមើលទៅដូចជា "X" ជាមួយនឹងដៃពីរ។ សម្រាប់ការសិក្សានេះ ក្រុមការងារបានសម្រេចចិត្តសរសេរឡើងវិញនូវដៃក្រូម៉ូសូមខ្លីបំផុតនៅក្នុងរុក្ខជាតិ ពោលគឺក្រូម៉ូសូម 18។ វានៅតែជាគម្រោងដ៏ធំមហិមា។ ពីមុន ការជំនួសដ៏ធំបំផុតគឺត្រឹមតែ 5,000 អក្សរ DNA ប៉ុណ្ណោះ។ ការសិក្សាថ្មីត្រូវការជំនួសអក្សរជាង 68,000 ។
ក្រុមបានសរសេរថា ការជំនួសលំដាប់ DNA ធម្មជាតិជាមួយនឹង "បំណែកសំយោគដ៏ធំដែលបានរចនាឡើងវិញបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេសដ៏ខ្លាំងមួយ" ។
ពួកគេបានយកយុទ្ធសាស្ត្របែងចែកនិងដណ្តើមយក។ ពួកគេបានរចនាកំណាត់ទំហំមធ្យមនៃ DNA សំយោគជាលើកដំបូង មុននឹងបញ្ចូលវាទៅជា DNA តែមួយ “កំណាត់ធំ” នៃដៃក្រូម៉ូសូម។
ក្រូម៉ូសូមដែលបានរចនាថ្មីមានការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាច្រើន។ វាត្រូវបានដកចេញពី transposons ឬ "ហ្សែនលោត" ។ ប្លុក DNA ទាំងនេះផ្លាស់ទីជុំវិញហ្សែន ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅតែជជែកវែកញែកថាតើពួកវាមានសារៈសំខាន់សម្រាប់មុខងារជីវសាស្ត្រធម្មតា ឬប្រសិនបើវារួមចំណែកដល់ជំងឺ។ ក្រុមក៏បានបន្ថែម "ស្លាក" DNA ទៅក្រូម៉ូសូមដើម្បីសម្គាល់វាថាជាសំយោគ និងបានធ្វើការផ្លាស់ប្តូរពីរបៀបដែលវាគ្រប់គ្រងការផលិតប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់។
សរុបមក ការផ្លាស់ប្តូរបានកាត់បន្ថយទំហំនៃក្រូម៉ូសូមជិត 56 ភាគរយ។ បន្ទាប់ពីបញ្ចូលក្រូម៉ូសូមអ្នករចនាទៅក្នុងកោសិកាស្លែ ក្រុមបានបណ្តុះពួកវាទៅជារុក្ខជាតិពេញវ័យ។
ផ្កាពាក់កណ្តាលសំយោគ
ទោះបីជាមានហ្សែនដែលត្រូវបានកែសម្រួលយ៉ាងខ្លាំងក៏ដោយ ក៏ស្លែសំយោគមានលក្ខណៈធម្មតាគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល។ រុក្ខជាតិងាយដុះលូតលាស់ទៅជាគុម្ពស្លឹកមានមែកច្រើន ហើយនៅទីបំផុតបង្កើត spores ។ រចនាសម្ព័នបន្តពូជទាំងអស់គឺដូចជាវត្ថុដែលរកឃើញនៅក្នុងព្រៃ ដែលបង្ហាញថារុក្ខជាតិពាក់កណ្តាលសំយោគមានវដ្តជីវិតធម្មតា ហើយអាចបន្តពូជបាន។
រុក្ខជាតិក៏បានរក្សាភាពធន់របស់ពួកគេប្រឆាំងនឹងបរិស្ថានដែលមានជាតិប្រៃខ្លាំង ដែលជាការសម្របខ្លួនដែលមានប្រយោជន៍ផងដែរដែលឃើញនៅក្នុងសមភាគីធម្មជាតិរបស់ពួកគេ។
ប៉ុន្តែស្លែសំយោគមានលក្ខណៈពិសេសមួយចំនួនដែលមិននឹកស្មានដល់។ Epigenetics គឺជាវិទ្យាសាស្ត្រនៃរបៀបដែលកោសិកាបើកឬបិទហ្សែន។ ផ្នែកសំយោគនៃក្រូម៉ូសូមមានទម្រង់ epigenetic ខុសគ្នាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងស្លែធម្មជាតិ ដែលមានហ្សែនសកម្មជាងធម្មតា។ នេះបើតាមក្រុមនេះអាចមានគ្រោះថ្នាក់។
ស្លែក៏បានផ្តល់នូវការយល់ដឹងដ៏មានសក្តានុពលទៅលើ "រូបធាតុងងឹត" របស់ DNA រួមទាំង transposons ផងដែរ។ ការលុបហ្សែនលោតទាំងនេះហាក់ដូចជាមិនបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់រុក្ខជាតិសំយោគដោយផ្នែកទេ ដោយបង្ហាញថាពួកវាប្រហែលជាមិនសំខាន់ចំពោះសុខភាពរបស់ពួកគេ។
ជាក់ស្តែងជាងនេះទៅទៀត លទ្ធផលអាច ជំរុញកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងជីវបច្ចេកវិទ្យា ដោយប្រើស្លែដើម្បីបង្កើតជាជួរដ៏ធំទូលាយនៃប្រូតេអ៊ីនព្យាបាល រួមទាំងថ្នាំដែលប្រឆាំងនឹងជំងឺបេះដូង ព្យាបាលរបួស ឬព្យាបាលជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល។ Moss ត្រូវបានគេប្រើរួចហើយដើម្បីសំយោគថ្នាំពេទ្យ។ ហ្សែនអ្នករចនាផ្នែកខ្លះអាចផ្លាស់ប្តូរការរំលាយអាហាររបស់វា បង្កើនភាពធន់របស់វាប្រឆាំងនឹងការឆ្លងមេរោគ និងបង្កើនទិន្នផល។
ជំហានបន្ទាប់គឺត្រូវជំនួសដៃខ្លីរបស់ក្រូម៉ូសូម 18 ទាំងស្រុងជាមួយនឹងលំដាប់សំយោគ។ ពួកគេមានបំណងបង្កើតហ្សែនមូសសំយោគទាំងមូលក្នុងរយៈពេល 10 ឆ្នាំ។
វាជាគោលដៅដែលមានមហិច្ឆតា។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងហ្សែនមេអំបៅដែលបានចំណាយពេល 18 ឆ្នាំ និងការសហការជាសកលដើម្បីសរសេរឡើងវិញពាក់កណ្តាលរបស់វា ហ្សែនមូសគឺធំជាង 40 ដង។ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យាអាន និងសំយោគ DNA កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព និងថោកជាងមុន គោលដៅគឺមិនហួសពីលទ្ធភាពនោះទេ។
បច្ចេកទេសស្រដៀងគ្នានេះក៏អាចជម្រុញគម្រោងផ្សេងទៀតក្នុងការរៀបចំឡើងវិញនូវក្រូម៉ូសូមនៅក្នុងសារពាង្គកាយលើសពីបាក់តេរី និងផ្សិត ពីរុក្ខជាតិទៅសត្វ។
ឥណទានរូបភាព: Pyrex / Wikimedia Commons
- SEO ដែលដំណើរការដោយមាតិកា និងការចែកចាយ PR ។ ទទួលបានការពង្រីកថ្ងៃនេះ។
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. ផ្តល់អំណាចដល់ខ្លួនអ្នក។ ចូលប្រើទីនេះ។
- PlatoAiStream Web3 Intelligence ។ ចំណេះដឹងត្រូវបានពង្រីក។ ចូលប្រើទីនេះ។
- ផ្លាតូអេសជី។ កាបូន CleanTech, ថាមពល, បរិស្ថាន, ពន្លឺព្រះអាទិត្យ ការគ្រប់គ្រងកាកសំណល់។ ចូលប្រើទីនេះ។
- ផ្លាតូសុខភាព។ ជីវបច្ចេកវិទ្យា និង ភាពវៃឆ្លាត សាកល្បងគ្លីនិក។ ចូលប្រើទីនេះ។
- ប្រភព: https://singularityhub.com/2024/02/08/partially-synthetic-moss-paves-the-way-for-plants-with-designer-genomes/
