پژوهشگران دانشگاه KAIST (مؤسسه علم و فناوری پیشرفته کره) با استفاده از “قیچی‌های مولکولی” که با نور کار می‌کنند، فناوری پیشرفته‌ای برای ویرایش تک‌اتمی ایجاد کرده‌اند. این فناوری می‌تواند اتم‌های اکسیژن در ترکیبات دارویی را به اتم‌های نیتروژن تبدیل کند و فرآیند توسعه دارو را ساده کرده و کارایی آن‌ها را افزایش دهد.
در عرصه توسعه داروهای پیشرفته، این فناوری نوین که امکان ویرایش دقیق و سریع اتم‌های کلیدی و مؤثر بر کارایی داروها را فراهم کرده، به عنوان یک نوآوری تحول‌آفرین و «رویایی» مورد تحسین قرار گرفته است. این فناوری فرآیند کشف کاندیداهای دارویی بالقوه را متحول می‌کند. پژوهشگران دانشگاه KAIST برای اولین بار در جهان موفق به توسعه فناوری ویرایش تک‌اتمی شده‌اند که برای به حداکثر رساندن کارایی دارو طراحی شده است.
در تاریخ 8 اکتبر، KAIST (به نمایندگی رئیس دانشگاه، کوانگ-هیونگ لی) اعلام کرد که تیم تحقیقاتی پروفسور یونسو پارک از دپارتمان شیمی موفق به توسعه فناوری‌ای شدند که به آسانی اتم‌های اکسیژن در ترکیبات فوران را به اتم‌های نیتروژن تبدیل کرده و مستقیماً آن‌ها را به ساختارهای پی‌رول تبدیل می‌کند، ساختارهایی که به طور گسترده در صنایع دارویی استفاده می‌شوند.
این پژوهش به‌تازگی در مجله معتبر Science منتشر شده است.
بسیاری از داروها دارای ساختارهای شیمیایی پیچیده‌ای هستند، اما کارایی آن‌ها اغلب توسط یک اتم کلیدی تعیین می‌شود. اتم‌هایی مانند اکسیژن و نیتروژن نقش محوری در افزایش اثرات دارویی، به‌ویژه در برابر ویروس‌ها دارند.
این پدیده که در آن وارد کردن اتم‌های خاص به یک مولکول دارویی به طور چشمگیری کارایی آن را تغییر می‌دهد، به عنوان “اثر تک‌اتمی” شناخته می‌شود. در توسعه پیشرفته داروها، کشف اتم‌هایی که بیشترین کارایی را برای دارو فراهم می‌کنند، بسیار مهم است.
چالش‌های روش‌های سنتی ویرایش تک‌اتمی
با این حال، ارزیابی اثر تک‌اتمی در روش‌های سنتی مستلزم فرآیندهای چندمرحله‌ای و پرهزینه سنتز است، زیرا انتخاب و ویرایش اتم‌های منفرد در ساختارهای پایدار حاوی اکسیژن یا نیتروژن بسیار دشوار بوده است.
پروفسور پارک و همکارانش با معرفی یک فوتوکاتالیست که از انرژی نور استفاده می‌کند، بر این چالش غلبه کردند. آن‌ها یک فوتوکاتالیست توسعه دادند که مانند «قیچی مولکولی» عمل کرده و به راحتی حلقه‌های پنج‌عضوی را قطع و متصل می‌کند. این فناوری برای اولین بار در جهان امکان ویرایش تک‌اتمی را در دمای اتاق و فشار عادی فراهم می‌آورد.
تیم تحقیقاتی یک مکانیزم واکنش جدید کشف کردند که در آن قیچی مولکولی برانگیخته شده، اکسیژن را از فوران (یک ترکیب شیمیایی) از طریق اکسیداسیون تک‌الکترونی حذف می‌کند و سپس به صورت متوالی یک اتم نیتروژن به آن اضافه می‌کند.
دونگهیون کیم و جههیون یو، نویسندگان اول این مطالعه و دانشجویان برنامه یکپارچه کارشناسی ارشد و دکتری در دپارتمان شیمی KAIST، توضیح دادند که این تکنیک با استفاده از انرژی نور به جای شرایط سخت، کاربری بالایی ارائه می‌دهد. آن‌ها افزودند که این فناوری حتی در محصولات طبیعی پیچیده یا داروها نیز امکان ویرایش انتخابی را فراهم می‌کند.
پروفسور یونسو پارک که رهبری این پژوهش را بر عهده داشت، اظهار داشت:
این پیشرفت، که امکان ویرایش انتخابی ساختارهای حلقوی پنج‌عضوی آلی را فراهم می‌کند، مسیرهای جدیدی را برای ایجاد کتابخانه‌ای از کاندیداهای دارویی باز خواهد کرد که یکی از چالش‌های کلیدی در صنعت داروسازی است. امیدوارم این فناوری بنیادی برای متحول کردن فرآیند توسعه دارو مورد استفاده قرار گیرد.
اهمیت این پژوهش در بخش Perspective مجله Science برجسته شد. این بخش، جایی است که یک دانشمند برجسته خارج از گروه پروژه، دیدگاه و تفسیر خود را درباره تأثیر یک پژوهش ارائه می‌دهد.
منبع: Scitechdaily
