ساخت یک سلول با چرخه کامل حیات

یک جرعه ازجهان دانش

  بهارسادات موسوی

[ گزارش ازپژوهش های تازه ]

 

دانشمندان نخستین سلول مصنوعی با چرخه کامل حیات را در آزمایشگاه ساختند.
پژوهشگران دانشگاه مینه‌سوتا موفق به ساخت چیزی شده‌اند که آن را نخستین سلول مصنوعی جهان می‌دانند؛ سلولی که قادر است یک چرخه کامل حیات را طی کند. این دستاورد نقطه عطفی در تلاش برای ساخت سامانه‌های زنده به‌طور کامل از اجزای شیمیایی غیرزنده به شمار می‌رود.

به نقل از آی‌ای، این سلول مصنوعی که SpudCell نام دارد، می‌تواند رشد کند، دی‌ان‌ای خود را همانندسازی کند، تغذیه کند، تقسیم شود و ماده ژنتیکی خود را به نسل بعدی منتقل کند.

برخلاف پروژه‌های پیشین ساخت سلول مصنوعی که تنها موفق به بازسازی برخی عملکردهای زیستی به‌صورت جداگانه شده بودند، SpudCell چندین ویژگی شبیه به حیات را در قالب یک سامانه مهندسی‌شده واحد به شکل ترکیب شده داراست.

این پژوهش به سرپرستی دانشیاران کیت آدامالا (Kate Adamala) و آرون انگلهارت (Aaron Engelhart) انجام شده است و هدف آن اثبات این اصل است که رفتارهای بنیادی مرتبط با سلول‌های زنده را می‌توان با استفاده از شیمی، نه موجودات زنده طبیعی، بازآفرینی کرد.

پژوهشگران می‌گویند این فناوری در آینده می‌تواند برای تولید داروها، مواد پیشرفته، سوخت‌ها و دیگر محصولاتی که تولید آن‌ها با روش‌های متداول صنعتی دشوار یا حتی غیرممکن است، مورد استفاده قرار گیرد.

این سلول مصنوعی از لیپوزوم‌ها ساخته شده است؛ کره‌های بسیار کوچکی که از آب پراسپاد شده‌اند و غشایی چربی آن‌ها را احاطه کرده است. همچنین از دی‌ان‌ای مصنوعی استفاده می‌کند که دستورالعمل‌های لازم برای انجام عملکردهای پایه سلولی را در خود دارد.

این سلول‌های مصنوعی با ادغام شدن با لیپوزوم‌های تغذیه‌کننده کوچک، منابع مورد نیاز خود را به دست می‌آورند. این لیپوزوم‌ها حاوی مولکول‌ها، آنزیم‌ها و ریبوزوم‌ها هستند؛ اجزایی که برای ساخت پروتئین ضروری‌اند.

سلول‌ها با دریافت این مواد رشد می‌کنند، سپس ژنوم خود را همانندسازی کرده و در ادامه به سلول‌های جدید تقسیم می‌شوند.

برخلاف سلول‌های طبیعی که برای تقسیم شدن به یک اسکلت سلولی داخلی متکی هستند، SpudCell از پروتئین‌هایی استفاده می‌کند که به‌تدریج روی غشای سلول تجمع می‌یابند تا زمانی که تنش مکانیکی ایجاد شده باعث جدا شدن غشا و تقسیم سلول شود.

پژوهشگران همچنین موفق شدند انتخاب طبیعی را در این سامانه مصنوعی نشان دهند. آن‌ها تغییری ژنتیکی ایجاد کردند که باعث افزایش تولید یک پروتئین همجوشی می‌شد. سلول‌های اصلاح‌شده سریع‌تر رشد کردند و تعداد بیشتری سلول جدید تولید کردند.

پس از گذشت پنج نسل، این سلول‌های سریع‌تر تقریبا بر جمعیت اولیه غلبه کردند و زمانی که مواد غذایی محدود بود، این برتری حتی بیشتر نیز شد.

کیت آدامالا درباره این پژوهش گفت: احتمالا این هیجان‌انگیزترین پروژه‌ای است که تاکنون روی آن کار کرده‌ام.

پژوهشگران می‌گویند ژنوم SpudCell تنها ۹۰ هزار جفت‌ باز آلی طول دارد؛ اندازه‌ای که از حداقل ژنومی که بسیاری از زیست‌شناسان تصور می‌کردند برای زنده بودن یک سلول لازم است، کوچک‌تر است.

همچنین، برخلاف سلول‌های طبیعی که معمولا اطلاعات ژنتیکی خود را روی یک کروموزوم حمل می‌کنند، دستورالعمل‌های ژنتیکی SpudCell میان هفت پلاسمید دی‌ان‌ای تقسیم شده است. این طراحی به پژوهشگران اجازه می‌دهد عملکردهای مختلف سلولی را به‌طور مستقل برنامه‌ریزی و کنترل کنند.

با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که هنوز کارهای زیادی باقی مانده است تا سلول‌های مصنوعی به فناوری‌ کاربردی تبدیل شوند.

نسخه‌های آینده این سلول‌ها باید از ژنومی پایدارتر، تجهیزات و ماشین‌آلات مولکولی بیشتر و همچنین روش‌های استاندارد مهندسی زیستی بهره‌مند شوند تا بتوان آن‌ها را خارج از محیط آزمایشگاه و در کاربردهای عملی به کار گرفت.

 

داستان مرگ ۲ ستاره همدم

تصویری خیره‌کننده که از سوی ناسا به عنوان «عکس روز نجومی» منتشر شده، داستانی چند ده هزار ساله از مرگ دو ستاره همدم را روایت می‌کند؛ دو انفجار ابرنواختری که بقایای آن‌ها امروز به‌صورت دو سحابی در فاصله حدود ۶ هزار سال نوری از زمین دیده می‌شوند.

این تصویر با ترکیب نور مرئی (زرد)، فرابنفش (بنفش) و فروسرخ (فیروزه‌ای، قرمز و نارنجی)، دو بقایای ابرنواختری و محیط پیرامون آن‌ها را در فاصله حدود ۶ هزار سال نوری از زمین به نمایش می‌گذارد.

بقایای جوان‌تر، سحابی عروس دریایی (Jellyfish Nebula)، در مرکز تصویر قرار دارد و عمدتا به رنگ زرد دیده می‌شود. اگر این سحابی با چشم غیرمسلح قابل مشاهده بود، در آسمان ظاهری بزرگ‌تر از قرص کامل ماه داشت.

رشته‌های بنفش‌رنگ بخشی از یک بقایای ابرنواختری قدیمی‌تر و هم‌پوشان به نام G۱۸۹.۶+۳.۳ هستند.

یک پژوهش جدید با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی اشعه گاما فرمی (Fermi Gamma-ray Space Telescope) ناسا، داستان شکل‌گیری این دو بقایای ابرنواختری را بازسازی کرده است.

ستاره‌شناسان معتقدند که در گذشته، دو ستاره در قالب یک سامانه دوتایی به دور یکدیگر می‌چرخیدند. نخست، یکی از آن‌ها به صورت یک ابرنواختر منفجر شد و همدم خود را با نیروی حاصل از انفجار از جایگاهش به بیرون پرتاب کرد. سپس، ده‌ها هزار سال بعد، آن ستاره دوم نیز به ابرنواختر تبدیل شد و منفجر شد. نتیجه این دو انفجار، شکل‌گیری دو بقایای ابرنواختری است که امروزه روی هم در این تصویر دیده می‌شوند.

 

نخستین قطار هیدروژنی دنیا ساخته شد

شرکت لوکوموتیوسازی سوئیسی استادلر و ARST اپراتور منطقه قطار از نخستین قطار هیدروژنی ساخته شده برای مسیرهای باریک رونمایی کردند.

به گزارش نیو اطلس، برای نخستین بار یک قطار هیدروژنی ویژه خطوط ریلی باریک ۹۵۰ میلی‌متری طراحی شده است؛ زیرا محدودیت‌های شدید بار محوری در این خطوط باعث می‌شود هیچ‌یک از قطارهای هیدروژنی موجود امکان فعالیت در آن ها را نداشته باشند و در نتیجه، وسیله نقلیه‌ای کاملاً جدید باید از ابتدا توسعه یابد.

مناطق ساردینیا، کالابریا و سیسیل از قرن نوزدهم دارای شبکه راه‌آهنی با عرض ریل ۹۵۰ میلی‌متر هستند. این عرض به‌طور قابل توجهی کمتر از استاندارد ۱۴۳۵ میلی‌متری اروپا است و محدودیت‌های سختگیرانه‌ای از نظر وزن و ابعاد قطارها ایجاد می‌کند. به همین دلیل، شرکت استادلر ناچار شد بدنه‌ای سبک‌وزن از آلومینیوم را به‌طور اختصاصی برای این پروژه طراحی کند.

مفهوم پیشرانش این قطار مشابه دیگر قطارهای هیدروژنی است. سلول‌های سوختی، هیدروژن فشرده را به برق تبدیل می‌کنند و این برق برای شارژ باتری‌های کششی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، نحوه جانمایی تجهیزات متفاوت است. برخلاف مدل‌های متداول شرکت‌های آلستوم و زیمنس که تجهیزات را روی سقف واگن‌ها قرار می‌دهند، استادلر تمام سامانه پیشرانش را در یک واگن مرکزی اختصاصی موسوم به «پاور پک» متمرکز کرده است. این طراحی فضای بیشتری را برای امکانات رفاهی مسافران، از جمله تهویه مطبوع، پنجره‌های پانوراما و دسترسی آسان‌تر افراد کم‌توان فراهم می‌کند.

نقطه تمایز اصلی پروژه ساردینیا با دیگر قطارهای هیدروژنی اروپا در نحوه تأمین سوخت آن است. در حالی که بسیاری از قطارهای هیدروژنی فعال در اروپا از هیدروژن تأمین‌شده از منابع مختلف استفاده می‌کنند، شرکت ARST تصمیم گرفته هیدروژن مورد نیاز خود را به‌طور کامل از طریق الکترولیز مبتنی بر انرژی خورشیدی تولید کند. به این ترتیب، تولید سوخت و شبکه حمل‌ونقل ریلی در قالب یک سامانه یکپارچه عمل خواهند کرد و کل زنجیره از تولید انرژی تا حرکت قطار، بدون انتشار مستقیم گازهای گلخانه‌ای خواهد بود.

استادلر هنوز جزئیاتی درباره برد عملیاتی این قطار منتشر نکرده و اعلام کرده است که این موضوع به شرایط مسیر و میزان بار بستگی دارد. با این حال، این قطارها برای فعالیت در خطوط غیربرقی که اکنون توسط ناوگان دیزلی سرویس‌دهی می‌شوند، طراحی شده‌اند.

شرکت ARST بر اساس توافق‌نامه‌ای که در سال ۲۰۲۳ با استادلر امضا کرده است، ۱۰ قطار از این نوع سفارش داده است. پیش‌بینی می‌شود این ناوگان در مقایسه با قطارهای دیزلی جایگزین‌شونده، سالانه بیش از ۲۱۰۰ تن دی‌اکسیدکربن را کاهش دهد.

 

هوش مصنوعی آنتروپیک دستیار پژوهشی می شود

به گزارش رویترز، این یک هوش مصنوعی تحقیقاتی است که برای کمک به محققان جهت ساده‌سازی فرایند پژوهشی، تحلیل داده ها و مدیریت جریان های کاری رایانشی پیچیده طراحی شده است.

این راه اندازی بخشی از طرح علوم طبیعی و خدمات درمانی آنتروپیک به حساب می آید که از اکتبر ۲۰۲۵ میلادی در حال توسعه است.

«کلاود ساینس» مخازن داده، ابزارهای کد نویسی، رایانش و ساده سازی تحقیق را در یک محیط کاری ترکیب می کند تا پژوهشگران بتوانند منابع علمی را تحلیل کنند، تحلیل‌های محاسباتی انجام دهند، نمودارها و دست‌نوشته‌های علمی تهیه و نتایج را به کد منبع و محیط اجرای آن ها ردیابی کنند.

این ابزار با بیش از ۶۰ مخزن علمی از پیش تعریف شده و می تواند مقالات علمی مانند ساختارهای پروتئین سه بعدی، ردیابی ژنوم و نمودارهای شیمی را ترسیم کند. «کلاود ساینس» روی مدل های فعلی هوش مصنوعی این شرکت به همین نام فعال می شود کهتحت ارزیابی‌های استاندارد و مسئولانه مقیاس‌پذیری و امنیت زیستی این شرکت قرار گرفته‌اند.

به گفته آنتروپیک چند سازمان تحقیقاتی و شرکت مشغول آزمایش نسخه بتا این پلتفرم هستند، از کارآمدی قابل توجه آن خبر داده اند.

آنتروپیک همچنین برنامه های دارویی پیش‌بالینی خود را با تمرکز بر بیماری‌های نادیده گرفته شده راه‌اندازی می‌کند.

 

روبات‌های انسان نما ۶ روز کارگری کردند

روبات های انسان نما در چین شیفتی شش روزه را با موفقیت بسیار بالا در خط تولید یک کارخانه تکمیل کردند.

به گزارش ایندپندنت، این روبات ها توسط استارت آپ « آجی بات» ساخته شده اند و بیش از ۶۴ ساعت در کارخانه‌ای در نانچانگ در شرق چین، بازرسی‌های کنترل کیفیت انجام دادند و مواد را جابه جا کردند. کل این عملیات به طور زنده پخش شد و تکمیل بیش از ۶۰ هزار فعالیت خط تولید را با نرخ موفقیت ۹۹.۹۹ درصد نشان داد.

«یائومواکینگ» یکی از معاونان مدیر در آجی بات می گوید: سوال اصلی برای روبات های انسان نما دیگر آن نیست که یک ابزار چه چیز می تواند نشان دهد بلکه این است که می توان روبات را در محیط های عملیاتی به کار گرفت و ارزش واقعی ایجاد کرد.

وی در ادامه افزود: ما با انتقال چند روبات انسان نما به خط تولید واقعی و فراهم کردن امکان مشاهده فرایند طی شش روز متوالی می خواستیم پاسخی شفاف تر به این سوال که صنعتی سازی «هوش مصنوعی تجسم یافته» واقعا به چه چیزهایی نیاز دارد، بدهیم.

این استارت آپ چینی همچنین اعلام کرد اکنون بیش از ۱۵ هزار روبات ساخته که نقطه عطف مهمی در جهت به کارگیری روبات ها در مقیاس واقعی به حساب می آید.

در جدیدترین برنامه پنج ساله چین که از ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۰ میلادی اجرا می شود، روبات های انسانی به عنوان یکی از ۱۰ صنعت استراتژیک برای رشد اقتصادی اولویت بندی شده اند.