قديم 02-23-2019, 01:51 PM رقم التعليق : 1
La Rine
Biomedical Engineer
 
تاريخ التسجيل : Feb 2019
رقم العضوية : 271
الإقامة : الرياض
المؤهل العلمي : جامعي
عدد المشاركات : 510
بمعدل : 3.39 يومياً

La Rine غير متواجد حالياً

افتراضي مفهوم لغة البرمجة للخلايا الحية

قام علماء الهندسة البيولوجية بابتكار لغة جديدة لبرمجة يستطيعوا من خلالها تصميم دوائر معقدة ومشفرة من الحمض النووي وكان ذلك في معهد( ماساتشوستس للتكنولوجيا-MIT) والتي ستمنح الخلايا الحية وظائف جديدة.
سيتمكن أي شخص من كتابة برنامج للوظيفة المنشودة، مثل: التنبؤ و الإستجابة لظروف البيئة المحيطة، و بعدها إنتاج تسلسل الحمض النووي الذي سيؤديها.
« حرفيًا..إنها لغه برمجة للبكتيريا. الأمر مشابه لبرمجة كمبيوتر، إنك تستخدم لغة معتمدة علي النص ثم تأخذ هذا النص و تترجمه إلي تسلسل من الحمض النووي الذي يوضع بدوره في الخلية وبعدها تبدأ الدائرة بالعمل داخل الخلية . »
(كريستوفر فويت- Christopher Voigt) أستاذ الهندسة البيولوجية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

لقد استخدم فويت و زملائه من ( جامعة بوسطن-Boston University) و (المعهد الوطني للمعايير و التكنولوجيا-National Institute of Standards and Technology) هذه اللغة – والتي وصفت في عدد الأول من أبريل من مجلة ( العلوم- Science) – في بناء دوائر تستطيع التنبؤ بثلاث مدخلات و الإستجابة بطرق مختلفة . تتضمن التطبيقات المستقبلية لهذا النوع من البرمجة تصميم خلايا بكتيرية تنتج دواء للسرطان بمجرد التنبؤ بوجود الورم ، أو تخليق (خلايا خميره-yeast cells) لديها القدرة علي إيقاف التخمر الخاص بها في حال وجود الكثير من النواتج السامة.
يخطط الباحثون لجعل واجهة التصميم للمستخدمين متاحة علي الموقع ، بدون الحاجة لخبرة سابقة ,تحتاج فقط للغه البرمجه المستخدمه لإنتاج DNA من تصميمك.
اللغه المستخدمه هى (فيريلوج-Verilog) و التي تستخدم عادة لبرمجة (رقاقات حاسوبيه-computer chips).و لقد قام الباحثون بتصميم عناصر حسابية مثل: بوابات منطقية و أجهزة استشعار يمكن تشفيرها في الحمض النووي لخلية بكتيرية؛ و ذلك من أجل تخليق نسخة من هذه اللغة بإمكانها العمل في الخلايا الحية. أجهزة الإستشعار تلك لديها القدرة علي التنبؤ بوجود الأكسجين و الجلوكوز و الضوء و الحرارة و الحامضية و أي ظروف بيئية أخري، و يمكن للمستخدمين إضافة أجهزة الإستشعار التي يريدونها .
كان تصميم كل من هذه الدوائر يعد عملية شاقة تتطلب خبرة كبيرة و الكثير من التجربة و الخطأ . «يجب عليك أن تمتلك معرفة وطيدة حول كيفية عمل هذه الأجزاء علي حدة، و كيفية عملها بشكل متكامل. » قالها فويت.
علي الجانب الآخر مستخدمي لغة البرمجه ليسوا في حاجة إلي أي معرفة متخصصة في مجال الهندسة الوراثية. «بإمكانك أن تكون جاهل تمامًا بكيفية عمل أي منها، و هذا هو موطن الإختلاف في هذه اللغة، بإمكانك أن تكون طالبًا في الثانوية و تدخل إلي الموقع و تقوم بكتابة البرنامج الذي تريد، فيقوم بإخراج تسلسل الأحماض النووية إليك . » قالها فويت.
علي مدار الخمسة عشر سنة الفائتة قام البيولوجيون و المهندسون بتصميم العديد من الأجزاء الوراثية مثل: (أجهزة الإستشعار-sensors)، (مفاتيح الذاكرة-memory switches)، ( الساعات البيولوجية-biological clocks) و التي يمكن دمجها لتعديل وظائف الخلية الحالية و إضافة وظائف جديدة.
تم تحسين الأجزاء الوراثية -في النسخة الحالية من اللغة – لبكتيريا (إي كولاي-Escherichia coli)، لكن الباحثون يعملون علي توسيع اللغة لتشمل سلالات مختلفة مثل: باكتيريا(باكتيرويديز-Bacteroides ) التي يشيع تواجدها في القناة الهضمية، والبكتيريا (الزائفة- Pseudomonas) والتي تعيش غالبًا في جذور النباتات، و(فطريات الخميرة-Saccharomyces cerevisiae). وهذا سيمكن المستخدمين من كتابة برنامج واحد و ترجمته لأعضاء مختلفة للحصول علي التسلسل الصحيح من الحمض النووي لكل منهم.

تمكن العلماء باستخدام هذه اللغة من برمجة ستين دائرة مختلفة الوظائف. خمسة و أربعون منهم عملوا بشكل صحيح من التجربة الأولي. بعض هذه الدوائر صممت لقياس واحد أو أكثر من الظروف البيئية مثل: مستوى الأكسجين، و تركيز الجلوكوز و الإستجابة وفقًا لذلك . هناك دائرة أخري صممت لترتيب ثلاثة مدخلات مختلفة ، و الإستجابة علي أساس أولوية كل منهم.
تعد واحدة من هذه الدوائر الجديدة أكبر دائرة بيولوجية أمكن بناؤها, وتحتوي علي 7 بوابات منطقية و 1200(زوج قاعدي من الحمض النووي-base pairs of DNA).تعتبر السرعة واحدة من فوائد هذه التقنية، «من الممكن استهلاك سنوات لبناء هذه الدوائر ، لكن الآن أصبح بإمكانك الضغط علي زر و الحصول علي تسلسل من الحمض النووي لإختباره .» قالها فويت.
-تصميم أربعة عشر بوابة منطقية المستخدمة في الدائرة بحيث لا تتداخل مع بعضها حالما توضع في بيئة الخلية المعقدة كان التحدي الأكبر.
-المؤلف الرئيسي لهذه الورقة البحثية هو (أليك نيلسن-Alec Nielsen) طالب في البكالريوس في MIT، و مؤلفين آخرين: (براين دير-Bryan Der) دكتور سابق في MIT، (جونهاين شن-Jonghyeon Shin) دكتور في MIT ، (براشانت فيدياناثان-Prashant Vaidyanathan) خريج جامعه (بوسطن-Boston)، (دوجلاس دنزمور-Douglas Densmore) أستاذ مساعد بجامعه بوسطن، (فانيا بارلانوف-Vanya Paralanov) و(إليزابيث -Elizabeth Strychalski) و(ديفيد روس-David Ross) باحثين في المعهد الوطني للمعايير و التكنولوجيا.







رد مع اقتباس
إضافة رد

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

ضوابط المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

كود [IMG]متاحة
كود HTML معطلة
Trackbacks are متاحة
Pingbacks are متاحة
Refbacks are متاحة



الساعة الآن 10:42 PM


Powered by vBulletin™ Version 3.8.7
Copyright © 2019 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved.
SEO by vBSEO منتديات
جميع الحقوق محفوظة لمجتمع المهندسين الطبيين العرب © 2019

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12