صعود البروتينات البنيوية الحيوية الاصطناعية

تتميز البروتينات البنيوية الحيوية، وهي جزيئات كبيرة الحجم تطورت بشكل طبيعي مثل ألياف الحرير والإيلاستين والكولاجين، بخصائص ميكانيكية استثنائية، وتوافق حيوي، وقابلية للتحلل. وتسمح قدراتها على التجميع الهرمي بتكوين مواد متقدمة، بما في ذلك الألياف والحزم والناقلات النانوية والبنى الدقيقة والسقالات والمواد الحيوية الحية - وكل هذا يمكن تحقيقه الآن من خلال التخليق الجيني الاصطناعي.

تقدم البحث:

• 2010: تم تطوير الإيلاستين الاصطناعي الذي يحاكي هياكل التيتين الطبيعية عن طريق إعادة ترتيب وحدات GB1 والتكرارات المحفوظة.
• 2016: تم إنشاء نظام حصاد ضوئي اصطناعي يحاكي البكتيريا الضوئية الطبيعية باستخدام التجميع الذاتي للبروتين الدوري SP1. كما تم تحقيق التعبير في أنظمة غير متجانسة مثل البكتيريا والخميرة والنباتات المعدلة وراثيًا.
• 2021: تم تصميم روابط تستجيب للضوء لتنظيم ميكانيكي للخلايا الجذعية، مما يوفر طريقة للتحكم في تمايز الخلايا من خلال النقل الميكانيكي.

التطبيقات:

يستخدم الكولاجين، المحب للماء والمتوافق حيويًا، في الأوتار الاصطناعية والأوعية الدموية وغرسات الأسنان وغيرها. تشكل بروتينات الفيبروين الحريري والبروتينات الشبيهة بالإيلاستين حاملات نانوية لتوصيل الأدوية بشكل متحكم فيه. تتكامل مجموعات الببتيد مع الأدوية الوظيفية، مما يعزز حاملات النانو للعلاج المناعي.

إيجابيات - سلبيات:

• المميزات: الخواص الميكانيكية، والتوافق الحيوي، والقابلية للتحلل.
• العيوب: عدم الاستقرار في الأنظمة الاصطناعية بسبب الأوزان الجزيئية العالية والتسلسلات المتكررة؛ التوافق المنخفض مع الأنظمة البدائية؛ تلف بنية البروتين أثناء التجميع؛ عدم وضوح العلاقات بين تسلسل الأحماض الأمينية والبنية والوظيفة.

الخلاصة:

إن التخليق الحيوي الفعّال والقابل للتطوير والفعال من حيث التكلفة للبروتينات البنيوية عالية الأداء أمر بالغ الأهمية. وتعمل الأنظمة الاصطناعية لإفراز البروتين على خفض تكاليف التنقية. وسوف تعمل التحرير الجيني والتطور الموجه والبيولوجيا الاصطناعية على دفع عملية تطوير مضيفين فعالين. وتعمل "مصنع الجينات" التابع لشركة ياوهاي بايو فارما على أتمتة التخليق، مما يؤدي إلى خفض تكاليف الحمض النووي وإحداث ثورة في العلوم البيولوجية.

كما أننا نبحث بنشاط عن شركاء عالميين مؤسسيين أو فرديين. نحن نقدم التعويض الأكثر تنافسية في هذه الصناعة. إذا كان لديك أي أسئلة، فلا تتردد في الاتصال بنا: [email protected]