Исследователи научились программировать человеческие клетки, превратив их в подобие микрокомпьютеров. Внутри клеток созданы искусственные генетические системы, которые обрабатывают информацию и принимают решения. Этот прорыв открывает путь к умным живым лекарствам, способным точечно бороться с раком и другими сложными заболеваниями. Об этом пишет сайт TechInsider.
Синтетическая биология заимствует принципы компьютерных наук. Ученые уже создают логические элементы И, ИЛИ, НЕ на основе ДНК, превращая бактерии и клетки млекопитающих в живые датчики. Такие биокомпьютеры могут годами дремать в организме и активироваться при первых признаках болезни.
Внутри живых клеток созданы биологические процессоры, которые параллельно обрабатывают сигналы и принимают решения. Для этого использован природный механизм сплайсинга матричной РНК — удаление лишних частей и склейка нужных. Это снижает количество промежуточных этапов.
В качестве демонстрации ученые воссоздали в клетках трехбитный сумматор для двоичной математики и мультиплексор для выбора сигналов. В систему встроена функция безопасности: при перегрузке клетка подает световой сигнал с помощью флуоресцентных белков. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Цель — создание умных терапевтических клеток. Запрограммированная клетка сможет сканировать организм на множество маркеров и активировать лечение только при заданной комбинации симптомов. Это позволит уничтожать опухоли без вреда для здоровых тканей. В экспериментах клетки запрограммировали на выработку интерлейкина-15 для борьбы с раком. Соавтор исследования доктор Лиор Нисим отмечает: «Наш подход делает возможным создание продвинутых биологических программ, защищающих организм».