Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Sentetik biyoloji alanında çalışan bilim insanları, son yıllarda doğal hücrelerin yapı ve işlevlerini taklit eden sentetik hücreler üretmeye odaklandı. Heidelberg Üniversitesi'nden Prof. Dr. Kerstin Göpfrich liderliğindeki araştırma ekibi, bu hedef doğrultusunda “RNA origami” adı verilen yenilikçi bir teknik geliştirdi. Bu teknik sayesinde RNA molekülleri, belirli bir şekilde kendi kendine katlanarak hücre iskeleti benzeri mikro tüpler oluşturabiliyor.

RNA Origami Nedir?

RNA origami, RNA moleküllerinin belirli bir plana göre katlanarak üç boyutlu yapılara dönüşmesini sağlayan bir biyoteknoloji yöntemidir. Bu teknikte, bilgisayarda tasarlanan bir RNA dizisi, laboratuvar ortamında sentezlenir ve kendiliğinden katlanarak istenilen şekli alır. RNA origami sayesinde protein üretimine gerek kalmadan yapay hücre iskeleti gibi yapılar oluşturulabilir. Bilim insanları, RNA origami tekniğini kullanarak yapay hücrelerin iç yapısını inşa etmeyi ve bu hücrelerin kendi bileşenlerini üretmesini hedeflemektedir. Origami kelimesi Japonca’ da “kağıt katlama sanatı” anlamına gelir; RNA origami ise bu fikri biyolojik moleküllere uyarlayarak RNA’nın kontrollü şekilde katlanmasını ifade eder.

Hücre Yapımı Proteinlere Bağımlı Olmayabilir

Doğal hücrelerde, protein sentezi yaşamın sürdürülebilmesi için vazgeçilmez bir süreçtir. DNA’dan RNA’ya aktarılan genetik bilgi, ribozomlar aracılığıyla proteine çevrilir. Ancak bu süreç, çok sayıda gen ve karmaşık biyokimyasal sistem gerektirir. Araştırma ekibi ise bu süreci tamamen atlayarak yalnızca RNA kullanarak yapısal işlevi olan biyolojik bileşenler üretmeyi hedefledi.

RNA origami yöntemiyle, bilgisayar ortamında tasarlanan DNA dizileri, belirli bir şekli alması planlanan RNA yapıları üretmek için kullanılıyor. RNA polimeraz enzimi yardımıyla bu DNA dizileri RNA’ya dönüştürülüyor ve RNA molekülleri daha sonra kendi içinde katlanarak hedeflenen üç boyutlu yapıyı oluşturuyor.

Araştırma ekibi, birkaç mikrometre uzunluğunda RNA mikro tüpler oluşturarak yapay bir hücre iskeleti modeli ortaya koydu. Bu yapılar, biyolojide sıkça kullanılan basit bir hücre modeli olan lipid vezikülleri içinde test edildi. Elde edilen sonuçlar, RNA tüplerinin vezikül zarlarına bağlanabildiğini ve doğal hücre iskeletine benzer bir yapı sergilediğini gösterdi.

Ayrıca, RNA aptamerleri kullanılarak bu yapılar hücre zarlarına spesifik olarak bağlandı. Araştırmacılar, DNA şablonunda yaptıkları küçük değişikliklerle RNA tüplerinin özelliklerini değiştirebildiklerini de ortaya koydu. Bu durum, gelecekte RNA ile daha karmaşık hücresel sistemlerin üretilebileceği anlamına geliyor.

 RNA Origami, DNA Origami’ ye Göre Önemli Avantajlar Sunuyor

Prof. Dr. Göpfrich, RNA origaminin en önemli avantajının, yapı taşlarının sentetik hücrelerin içinde doğrudan üretilebilmesi olduğunu belirtiyor. Bu durum, dışarıdan ek proteinlere ihtiyaç duyulmadan hücrenin kendi parçalarını üretmesini mümkün kılıyor. Bu teknoloji, aynı zamanda yönlendirilmiş evrim süreçlerinin taklit edilmesini de sağlayabilir.

Araştırma ekibinin nihai hedefi, RNA temelli çalışan, kendi kendine organize olabilen ve yaşamı taklit eden sentetik hücreler geliştirmek. Bu hücreler, doğal hücreler kadar işlevsel olmasa da biyoteknoloji, ilaç üretimi ve yapay yaşam sistemlerinde devrim yaratma potansiyeline sahip.

RNA origami tekniği, biyolojideki karmaşık süreçlerin daha basit ve kontrol edilebilir sistemlerle taklit edilebileceğini gösteriyor. Yakın gelecekte, canlı organizmalardan bağımsız olarak çalışan yapay hücreler geliştirmek mümkün olabilir. Bu çalışma, canlı benzeri sistemlerin inşasında önemli bir kilometre taşı olarak kabul ediliyor.

 Yazar: Saliha Kaygısız

REFERANSLAR:

1. Mai P. Tran, Taniya Chakraborty, Erik Poppleton, Luca Monari, Maja Illig, Franziska Giessler, Kerstin Göpfrich. Genetic encoding and expression of RNA origami cytoskeletons in synthetic cells. Nature Nanotechnology, 2025; DOI: 10.1038/s41565-025-01879-3

2. Heidelberg University. (2025, March 17). RNA origami: Artificial cytoskeletons to build synthetic cells. ScienceDaily. Retrieved June 11, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250317164042.htm