در این تحقیق که کار عملی و آزمایشگاهی آن در مرکز پژوهشی فناوری‌های نوین در مهندسی علوم زیستی دانشگاه تهران به انجام رسیده، با استفاده از روش تقلید زیستی، مسیر متابولیسمی تثبیت نیتروژن در خارج از سلول ساخته شده است. این مسیر متابولیسمی توسط نانوبیورآکتورهایی که از بستر نانوفایبرهای سلولزی طبیعی ساخته شده بودند، در خارج از سلول مشابه سازی شد.
هر سه آنزیم این مسیر یعنی اوره آز، گلوتامات دهیدروژناز و گلوتامین سنتتاز در بستر نانوبیورآکتورها تثبیت و در شرایط کاملاً کنترل شده واکنش‌ها را به انجام رساندند. تمامی شرایط کارکردی آنزیم‌های مذکور مدل سازی و بهینه سازی و در شرایط تعریف شده واکنش‌ها به انجام رسیدند.
نانوبیورآکتور ساخته شده توانایی انجام واکنش‌های پشت سرهم را داشته و برای اولین بار در جهان این مسیر متابولیسمی سه آنزیمی در خارج از سلول تشکیل و در ادامه مورد استفاده قرار گرفت.
در این پژوهش با استفاده از واکنش‌های پشت سر هم سه آنزیمی، اوره به یک محصول زیستی با ارزش تبدیل شد. ابتدا هر یک از آنزیم‌ها در شرایط بهینه، بر روی نانوفیبرهای سلولزی تثبیت و سپس در واکنش‌های پشت سر هم شرکت داده شدند. تثبیت هر سه آنزیم در فضای نانویی دارای نوآوری بوده و انتخاب جنس مناسب نانو فایبر نیز از نوآوری‌های این کار است.
استفاده از این سیستم محققان را قادر خواهد ساخت که مسیرهای متابولیسمی داخل سلول مبتنی بر مهندسی متابولیسم و سیستم‌های بیولوژی را مورد مطالعه تجربی قرار دهند و امکان تولید محصولات بیولوژیک را در مقیاس مینیاتوری فراهم سازند.
نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند در حوزه‌های زیست پزشکی، ساخت کلیه مصنوعی و ابزار مطالعه سیستم‌های بیولوژی در آینده مورد استفاده قرار گیرد.
این تحقیق، با عنوان Nano-bioreactor Apparatus and Method of Manipulating Extracellular Metabolic System در اداره ثبت اختراع بین‌المللی (US Patent) با شماره ثبت ۶۵۱/۴۶۰/۱۵ در تاریخ ۲۵ می ۲۰۱۷ با حمایت صندوق حمایت از پژوهشگران ثبت شده است.
* نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند