บทที่ 2 เซลล์

ควบคุมยีสต์ด้วยคอมพิวเตอร์

ในรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Biotechnology แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ได้คิดวิธีสร้าง “ไซบอร์กยีสต์” ขึ้นมา ทำให้เราสามารถควบคุมการทำงานของยีสต์ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้

นักเทคโนโลยีชีวภาพพยายามควบคุมการทำงานของเซลล์ เช่นยีสต์ที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี ด้วยการดัดแปลงพันธุกรรม หรือใช้สารนู่นี่นั้นในการเปลี่ยนแปลงระดับการแสดงออกของยีนต่างๆได้

ในการศึกษานี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้แสงเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการแสดงออกของยีน ผ่านกลไกการส่งผ่านและขยายสัญญาณภายในเซลล์ (signal transduction pathway) โดยโมเลกุลที่ทำหน้าที่รับแสงที่ชื่อไฟโตโครม (phytochrome) ซึ่งมีสองรูปแบบ แบบหนึ่งจะรับแสงสีแดง แล้วเปลี่ยนโครงสร้างของมันไป และจะรับแสงสีแดงอีกความยาวคลื่นหนึ่งได้ดีกว่า ก่อนที่จะเปลี่ยนโครงสร้างมาเป็นแบบเดิม หรือสลายไป

โมเลกุลของไฟโตโครมที่เปลี่ยนรูปร่างไป จะกระตุ้นการทำงานกันเป็นขั้นๆในเซลล์ผ่านเอนไซม์เช่นไคเนส (kinase) ที่จะไปเติมหมู่ฟอสเฟตกระตุ้นการทำงานของโปรตีนเช่นเอนไซม์อื่นๆได้ จนส่งผลไปถึงการทำงานระดับพันธุกรรมในนิวเคลียสที่อาจตอบสนองโดยเพิ่มการแสดงออกของยีนบางชนิด

นักวิทยาศาสตร์ใส่ยีนที่ผลิตสารเรืองแสง (fluorescence) เข้าไปในเซลล์เพื่อศึกษากลไกการควบคุมการแสดงออกของยีนด้วยแสงจากภายนอกด้วย

เมื่อฉายแสงสีแดงให้เซลล์ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถวัดผลการตอบสนองของเซลล์ผ่านโปรตีนเรืองแสงดังกล่าว และเมื่อนำมาทำเป็นโมเดลคณิตศาสตร์ นักวิจัยก็จะสามารถใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมการทำงานของเซลล์ผ่านการฉายแสง และการวัดการเรืองแสงที่เกิดขึ้นได้ และสามารถปรับแสงที่กระตุ้นการทำงานของเซลล์ให้ได้อย่างเหมาะสม

คาดว่าการศึกษาเรื่องนี้จะนำไปสู่การใช้งานเซลล์ในทางเทคโนโลยีชีวภาพที่เราสามารถควบคุมเซลล์ได้ดีขึ้นกว่าเดิม ผ่านโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ข้อมูลจากเซลล์จริงๆในการวิเคราะห์ได้ต่อไป

ที่มา:

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s