محققان یک سوییچ ژن ایجاد کرده اند که ساعت های هوشمند تجاری LED با نور سبز می تواند "تلنگر" بزند ، روشی که می تواند برای درمان دیابت در آینده استفاده شود.

بسیاری از ردیاب ها و ساعت های هوشمند تناسب اندام مدرن دارای LED های یکپارچه هستند. نور سبز ساطع شده ، چه پیوسته و چه پالس ، به پوست نفوذ می کند و می تواند برای اندازه گیری ضربان قلب فرد استفاده کننده در هنگام فعالیت بدنی یا در حالت استراحت استفاده شود.

این ساعت ها بسیار محبوب شده اند. اکنون تیمی از محققان می خواهند با استفاده از LED ها برای کنترل ژن ها و تغییر رفتار سلول ها از طریق پوست ، از محبوبیت این افراد استفاده کنند.

مارتین فوسنگر از بخش علوم و مهندسی سیستم های زیستی در ETH زوریخ چالش این کار را توضیح می دهد: "هیچ سیستم مولکولی طبیعی در سلول های انسانی به نور سبز پاسخ نمی دهد ، بنابراین ما باید چیز جدیدی بسازیم."

محققان در نهایت یک کلید مولکولی ایجاد کردند که پس از کاشت ، می تواند توسط رنگ سبز فعال شود سبک از یک ساعت هوشمند

این سوییچ به یک شبکه ژنی متصل است که محققان آن را وارد سلول های انسانی کردند. طبق معمول ، آنها از سلول های HEK 293 برای نمونه اولیه استفاده کردند. بسته به پیکربندی این شبکه - به عبارت دیگر ژن های موجود در آن - می تواند تولید کند انسولین یا سایر مواد به محض اینکه سلولها در معرض نور سبز قرار بگیرند. خاموش شدن چراغ سوئیچ را غیرفعال کرده و روند را متوقف می کند.

از آنجا که آنها از نرم افزار استاندارد ساعت هوشمند استفاده می کردند ، دیگر نیازی به محققان برای تهیه برنامه های اختصاصی نبود. در طول آزمایشات خود ، آنها با شروع برنامه در حال اجرا چراغ سبز را روشن کردند.

فوسنگر می گوید: "ساعت های خارج از قفسه یک راه حل جهانی برای چرخاندن کلید مولکولی ارائه می دهند." مدل های جدید پالس های نوری منتشر می کنند ، که حتی برای ادامه کار شبکه ژنی مناسب ترند.

سوئیچ مولکولی پیچیده تر است. یک مجموعه مولکول در غشای سلول ها ادغام شده و به قطعه ای متصل می شود ، شبیه اتصال جفت کالسکه راه آهن. به محض اینکه نور سبز ساطع می شود ، قطعه ای که به سلول باز می شود جدا می شود و به هسته سلول منتقل می شود و در آنجا سلول را تحریک می کند. انسولین ساز ژن هنگامی که چراغ سبز خاموش می شود ، قطعه جدا شده با قطعه داخلی خود که در غشا قرار دارد دوباره وصل می شود.

محققان با کاشت سلولهای مناسب در آنها و بستن یک ساعت هوشمند مانند کوله پشتی ، سیستم آنها را روی پوست گوشت خوک و موشهای زنده آزمایش کردند. با شروع برنامه در حال اجرا ساعت ، محققان چراغ سبز را روشن کردند تا آبشار فعال شود.

فوسنگر می گوید: "این اولین بار است که از این نوع کاشت با استفاده از دستگاه های الکترونیکی هوشمند موجود در بازار استفاده می شود - که به عنوان پوشیدنی شناخته می شوند زیرا مستقیماً روی پوست پوشیده می شوند." اکثر ساعت ها از نور سبز ساطع می شوند ، و این یک پایه عملی برای یک برنامه بالقوه است زیرا دیگر نیازی به خرید دستگاه خاصی توسط کاربران نیست.

به گفته فوسنگر ، بعید به نظر می رسد که این فناوری حداقل تا 10 سال دیگر وارد عمل بالینی شود. سلولهای استفاده شده در این نمونه اولیه باید توسط سلولهای خود کاربر جایگزین شوند. علاوه بر این ، سیستم قبل از تأیید ، باید مراحل بالینی را طی کند ، یعنی موانع اصلی نظارتی.

فوسنگر می گوید: "تا به امروز ، درمان های سلولی بسیار کمی تایید شده است."

این تحقیق در طبیعت ارتباطات.

منبع: ETH زوریخ