Учени използват CRISPR за да “програмират“ клетки

Учени от Вашингтонския университет създадоха цифрови логически портове (digital logic gates) в живи клетки. Въпреки че те не са първите, успели да направят това, живата верига, създадена от екипа, е най-голямата и сложна досега.

Живи вериги

Благодарение на проекти като Neuralink на Илън Мъск, всички от нас се замислят за едно бъдеще, в което човечеството се слива с машините. Докато мозъчно-компютърен интерфейс, като този, който предлага Мъск, би включил компютърна дейност като част от човешкото тяло, други изследователи поемат по различен път. Вместо да направят така, че машините да имитират биологична дейност, те търсят начин да накарат биологични системи да функционират като компютри.

Един такъв проект е изследването, проведено от екип учени от Университета във Вашингтон, което наскоро бе публикувано в Nature Communications. Те са разработили нов метод за превръщане на клетки в компютри, които обработват информация по цифров път, а не посредством обичайните макромолекулни процеси. Те са постигнали това чрез създаване на клетъчни варианти на логически портове, които обикновено се намират в електрически вериги.


РЕКЛАМА:

***

Екипът създал своите NOR портове – дигитални логически портове, които предават положителен сигнал само, когато двата им изхода са отрицателни, в ДНК на дрожди. Всеки един от тези NOR портове е съставен от три програмируеми участъка от ДНК, като два от тях играят ролята на входове, а третият – на изход. Тези специфични ДНК-последователности са били набелязани чрез CRISPR-Cas9, където протеините Cas9 играят ролята на молекулярния пазител, който определя дали определен порт трябва да бъде активен или не.

Контролиране на функциите на клетката

Този експеримент на Вашингтонския университет не е първият, при който се изграждат вериги в клетки, но със своите седем NOR порта в една-единствена еукариотна клетка, е най-големият такъв до момента. Това допълнение е стъпка напред към трансформирането на клетки в биологични компютри с множество потенциални приложения в медицината.

“Докато въвеждането на прости програми в клетки никога няма да достигне бързината или точността на изчисление от силициев процесор, генетичните програми могат да взаимодействат директно със средата на клетката“, обяснява в прессъобщение Ерик Клавинс. “Например, препрограмирани клетки на пациент биха могли да вземат целенасочени, терапевтични решения в най-важните тъкани като така се избягва нуждата от сложна диагностика и широк спектър от методи на лечение.“

Ако имаме възможността да “хакнем“ биологията си по този начин, бихме могли да създадем клетки на имунната система, така че да откликват на сигнал за раково образувание или клетъчни биосензори, които да засичат инфекциозни болести. Това означава, че ще имаме ефективен начин да се справяме с болестите на клетъчно ниво, навлизайки в нова ера на човешкото развитие.

Превод: Михаела Цонева

Източник: Futurism


Европейска нощ на учените 2022 г.: