كتابة الدكتور لؤي الزعبي
يسمح البرنامج الحاسوبي المذكور أدناه لأي شخص ليس لديه معرفة بالكيمياء بتصميم الدوائر الرقمية القائمة على الحمض النووي بسهولة
الدوائر الرقمية البيولوجية، المصنوعة من الحمض النووي المصنّع، لها تطبيقات طبية واسعة ومهمة بشكل لا يصدق. على الرغم من أن هذه التكنولوجيا لا تزال في مراحلها الأولى، فقد تم إستخدام النهج لإنشاء فحوصات لتشخيص السرطان وتحديد الإصابات الداخلية، مثل إصابات الدماغ الناتجة عن الرضوض والنزيف الداخلي وغير ذلك.
عدد التطبيقات الممكنة للدوائر البيو-رقمية كبير، وكذلك الحسابات المطلوبة لتحديد التفاعلات الكيميائية المناسبة لها. لكن تصميم هذه الدوائر سيكون الآن أسهل، بفضل برنامج تم تحسينه حديثًا. تم وصف التقدم في هذه التقنية في الآونة الأخيرة في دراسة نشرت في مجلة أي-تربل إي (أي-إي-إي-إي) المختصة في التصميم والإختبار.
شارك في الدراسة رينان ماركس، الأستاذ المساعد المتفرغ بكلية الحاسبات في الجامعة الفيدرالية البرازيلية ماتو غروسو دو سول. أنشأ فريقه في البداية برنامجًا حاسوبيا يسمى DNAr ، والذي يمكن للباحثين إستخدامه لمحاكاة تفاعلات كيميائية مختلفة ومن ثم تصميم دوائر رقمية-بيولوجية جديدة. في أحدث عمل لهم، طور فريق العمل إمتداد للبرنامج الحاسوبي، يسمى DNAr-Logic ، والذي يسمح للعلماء بوصف الدوائر المطلوبة على مستوى عالٍ (لغة وصفيّة مفهومة من البشر وليس لغة برمجة للاّلة). يأخذ البرنامج هذا الوصف عالي المستوى للدائرة المنطقية/الرقمية ويحولها إلى شبكات تفاعل كيميائي يمكن تصنيعها في خيوط من حامض الشيفرة الوراثية (دي-إن-اى).
يقول ماركس إن ميزة إمتداد البرنامج الحاسوبي الجديد هي أنه سيسمح للعلماء بالتركيز أكثر على تصميم الدوائر الرقمية وتحسينها، بدلاً من القلق بشأن الحسابات وتفاصيل التفاعلات الكيميائية المتسلسلة. يقول ماركس: “يمكنهم تصميم ومحاكاة [الدوائر البيولوجية] باستخدام DNAr-Logic دون معرفة مسبقة في الكيمياء ودون كتابة مئات التفاعلات – والمعادلات التفاضلية اللازمة لمحاكاة سلوكها الديناميكي – يدويًا”. “البرنامج يرفع عبء تفاصيل التفاعلات الكيميائية من عن أكتاف الباحث أو المصمم.”
إختبر فريق ماركس البرنامج الجديد في سلسلة من عمليات المحاكاة. يقول ماركس: “كشفت النتائج أن الدوائر المنطقية يمكن تصميمها ومحاكاتها وإختبارها بشكل لا تشوبه شائبة”، مشيرًا إلى أنهم كانوا قادرين على استخدام DNAr-Logic لتصميم بعض الدوائر البيولوجية المصنعة القادرة على توليد إلى ما يصل إلى 600 تفاعل مختلف.
ومع ذلك، لا يزال هناك عدد من الحواجز التي تحول دون تحقيق إستخدام هذه التكنولوجيا بشكل كامل في التطبيقات الطبية. إحدى القضايا البارزة هي أن الدوائر الرقمية البيولوجية المكونة من خيوط فضفاضة من الحمض النووي قد تؤدي إلى “تفاعلات التّسرب” الغير مرغوبة. يحدث هذا عندما تتفاعل بعض الخيوط (قواعد النيتروجين) عن غير قصد مع الخيوط الأخرى في المحلول، مما يؤدي إلى “تفاعل” غير صحيح. يقر ماركس أنه في حين أن قضايا مثل تفاعلات التسرب لا تزال بحاجة إلى المعالجة، فإن الدوائر الرقمية البيولوجية المصنعة لديها قدر هائل من الإمكانات. يقول: “هذا المجال الجديد من البحث يفتح إمكانيات لا حصر لها”.
للمضي قدمًا، يقول ماركس : “أخطط لمواصلة تطوير إمتدادات وإضافات جديدة لتوسيع وتحسين برنامج DNAr بقدرات جديدة يمكن للباحثين الآخرين الاعتماد عليها. أيضًا، أخطط لاستخدام DNAr كإطار عمل للمساعدة في البحث عن تصاميم دوائر جديدة وتطويرها إستنادًا إلى الخوارزميات التي يمكن أن تساعد المهنيين الصحيين على تشخيص الأمراض بشكل أسرع وأن يكونوا أكثر فعالية في تقديم العلاجات الصحية.
المراجع
DNA-based circuits May be the Future of Medicine, and this Software Program Will Get Us There Faster
للحصول على محتوى طبي مشابه
للحصول على محتوى طبي لمدونتك الإلكترونية ذو جودة عالية لا تتردد ب الاتصال معنا أو يمكنك شراء خدماتنا من أي مكان حول العالم من خلال زيارة حسابنا على موقع فايفر!
يمكنك أيضا مراسلتنا على البريد الإلكتروني info@medcontx.com
لدعم كتابة أو ترجمة محتوى مشابه
لدعم كتابة أو ترجمة محتوى مشابه وإضافة إسمك كراعي على المقال لا تتردد ب الاتصال معنا اليوم! دعمك هو دعم للغة العربية ودعم لكتاب شباب ودعم للقراء بمحتوى موثوق وعالي الجودة! تكلفة رعاية المقال المترجم تبدأ ب خمسة دولارات فقط!
لتعلم كتابة محتوى طبي تقني عالي الجودة باللغة العربية
لتعلم كتابة محتوى طبي تقني عالي الجودة باللغة العربية والإضطلاع على مواد تدريب وتأهيل لتصبح(ي) كاتب(ة) طبي(ة)، بادر(ي) بالتسجيل اليوم في الموقع والمشاركة في وتصفح منتدى “كتابة محتوى طبي باللغة العربية” على الرابط التالي (منتدى ميدكونتكس)