دانشمندان ژاپنی تکنیکی ابداع کرده اند که به آنها امکان می دهد حرکات کرم ها را از دور کنترل کنند.
به گزارش ایسنا و به نقل از نیواطلس، با افزودن پروتئین‌هایی که می‌توانند نور را به کرم‌ها حس کنند، دانشمندان ژاپنی می‌توانند با تابش نور سبز و مسدود کردن آنها در برابر نور ماوراء بنفش، آنها را وادار به حرکت کنند.
موجودات زنده می توانند به چیزهای مختلفی مانند نور یا مواد شیمیایی در محیط خود واکنش نشان دهند که به آنها کمک می کند تا غذا پیدا کنند و با این توانایی از خطر دوری کنند.
در همین حال، هک کردن این سیستم حساس می تواند به دانشمندان اجازه دهد تا سایبورگ های کنترل از راه دور ایجاد کنند. به عنوان مثال، می توان به سوسک ها دستور داد تا با جمع کردن شاخک های خود به طور هوشمندانه از یک مانع دور شوند.
واژه سایبورگ ترکیبی از دو واژه سایبرنتیک و بیولوژیک است که به معنای داشتن اجزای آلی و مکانیکی است. این اصطلاح در سال 1960 زمانی که مانفرد کلاین و ناتان اس کلاین در مقاله ای در مورد مزایای استفاده از وسایل نقلیه خودران در فضا از این اصطلاح استفاده کردند، ابداع شد. در واقع، آغاز جهان سایبورگ زمانی آغاز شد که تعامل کامپیوتری انسانی (HCI) پدیدار شد.
دانشمندان دانشگاه متروپولیتن اوزاکا از پروتئینی به نام اپسین به عنوان کاتالیزور برای این تحقیق جدید استفاده کردند. این پروتئین ها به طول موج های مختلف نور حساس هستند و با ارسال سیگنال هایی در زمینه اپتوژنتیک نقش دارند که می تواند مدارهای عصبی دیگری را که با آنها تعامل دارند فعال کند.
تحقیقات قبلی روی اپسین ها نشان داده است که می توان از آنها برای بازگرداندن بینایی به موش های کور یا کاهش درد در پاسخ به نور استفاده کرد.
به همین دلیل، محققان از آنها برای کنترل مستقیم حرکت کرم کوچکی به نام C. elegans استفاده کردند که به طور گسترده در مطالعات آزمایشگاهی استفاده می شود. دو اپسین در این لاروها کاشته شد. یکی از پشه‌ها به سلول‌های شنوایی یک کرم تزریق شد تا موجودات از محرک دور شوند، اینجا نور. اپسین دوم که از پستانداران گرفته می شود، به نور فرابنفش حساس است و در سیستم عصبی کرم ها کاشته می شود.
در نهایت، این بدان معناست که کرم‌ها با قرار گرفتن در معرض نور سبز شروع به حرکت کردند و در زیر نور UV کاملا متوقف شدند. تیم تحقیقاتی این روش را آزمایش کردند و دریافتند که می تواند مکررا کار کند. این نشان می دهد که پروتئین ها با قرار گرفتن مکرر در معرض تابش آسیب نمی بینند. همچنین نشان می دهد که از این روش می توان برای ایجاد سیستم های نمایشگر اپتوژنتیکی استفاده کرد که عملکردهای مختلفی را تحت انواع مختلف نور انجام می دهند.
پروفسور میتسوماسا کویاناگی، نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: “اپسین های مکنده پشه که ما استفاده می کنیم، اعضای خانواده گیرنده های جفت شده با پروتئین G (GPCR) هستند که برای تشخیص چیزهای مختلف مانند بو، طعم، هورمون ها و انتقال دهنده های عصبی استفاده می شوند. این نشان می دهد که این سیستم استفاده از نور می تواند برای کنترل GPCR های مختلف و پیام های درون سلولی و پاسخ های فیزیولوژیکی بعدی آنها استفاده شود.
گیرنده های جفت شده با پروتئین G یا GPCR گروه بزرگی از پروتئین ها هستند که در قسمت بیرونی سلول ها یافت می شوند و پس از اتصال به لیگاند خود (مانند آدنوزین، تریاک یا آدرنالین) تغییر شکل داده و فعال می شوند. پروتئین های G می توانند گوانوزین دی فسفات (GDP) را به گوانوزین تری فسفات (GTP) تبدیل کنند. گوانوزین تری فسفات واکنش های زیادی را فعال می کند که نتیجه آن انتقال پیام های مختلف در سلول و تغییر عملکرد آن است.
مشخص نیست که این تحقیق به چه پروژه هایی منجر خواهد شد، اما تیم تحقیقاتی می گوید این یک گام به جلو در درک زیست شناسی این سیستم های حسی است و در نهایت می تواند به کشف داروهای جدید منجر شود.
این تحقیق در مجله PNAS منتشر شد.
انتهای پیام