طراحی نانو-پردازنده های منطقی خودمختار بر پایه DNA Origami جهت بازبرنامه نویسی هوشمند اپی ژنتیک در سلول های پیر

تجمع سلول های پیر (Senescent) و ترشح فاکتورهای التهابی توسط آنها از عوامل بنیادی در بروز بیماری های مزمن و زوال بافتی در پستانداران محسوب می شود (Lopez-Otin et al. ۲۰۲۳). با این حال نانو حامل های دارویی متداول به دلیل فقدان سیستم تصمیم گیری هوشمند و نرخ بالای اثرات جانبی بر سلول های سالم در درمان های هدفمند با چالش های جدی مواجه هستند (Patra et al. ۲۰۱۸). در این پژوهش یک نانو پردازنده نوین و خودمختار با استفاده از تکنولوژی DNA Origami طراحی شده است که قادر به اجرای محاسبات منطقی بولی Boolean Logic در مقیاس مولکولی است (Rothemund ۲۰۰۶). این نانو-دستگاه از مکانیسم جابه جایی رشته ای واسطه گری شده TMSD بهره می برد تا تنها در حضور همزمان نشانگرهای بیولوژیکی اختصاصی سلول پیر مانند آنزیم SA-β-gal و microRNAهای خاص از حالت غیر فعال به فعال تغییر وضعیت دهد (Thubagere et al. ۲۰۱۷; Guerrero & Collado ۲۰۱۹). پس از تایید هویت سلول هدف توسط دروازه های منطقی AND نانو پردازنده اقدام به آزادسازی کنترل شده تعدیل کننده های اپی ژنتیک (Epigenetic Modifiers) می نماید که منجر به اصلاح الگوهای متیلاسیون DNA و بازگشت ساعت بیولوژیک سلول به وضعیت جوان تر می شود (Lu et al. ۲۰۲۰). نتایج تئوری این طرح نشان می دهد که این پلتفرم نانو زیست فناوری می تواند دقت درمان های بازساختی را تا چندین برابر افزایش داده و مسیر جدیدی برای غلبه بر بیماری های مرتبط با سن باز کند (Chen et al. ۲۰۲۲).

کلیدواژه ها:

نانو-زیست فناوری ، DNA Origami ، دروازه های منطقی ، مولکولی ، اپی ژنتیک ، پیرچشمی سلولی