Учёные превратили клетку человека в двухъядерный биосинтетический процессор

Группа исследователей из Высшей технической школы Цюриха в Швейцарии (ETH Zurich) смогли создать первый в истории биосинтетический двухъядерный процессор в клетке человека. Для этого они задействовали широко используемый в генной инженерии метод CRISPR-Cas9, когда белки Cas9 с помощью управляемых и, можно сказать, запрограммированных действий видоизменяют, запоминают или проверяют чужеродные ДНК. А раз действия можно запрограммировать, то почему бы метод CRISPR не модифицировать для работы по аналогии с цифровыми вентилями?

Швейцарские учёные во главе с руководителем проекта профессором Мартином Фуссенеггером (Martin Fussenegger) смогли встроить в клетку человека две ДНК-последовательности CRISPR от двух разных бактерий. Под воздействием белка Cas9 и в зависимости от подающихся в клетку цепочек РНК каждая из последовательностей вырабатывала свой уникальный белок. Тем самым происходила так называемая управляемая экспрессия генов, когда на основе записанной в ДНК информации создаётся некий новый продукт ― белок или РНК. По аналогии с цифровыми сетями разработанный швейцарскими учёными процесс можно представить в виде логического полусумматора с двумя входами и двумя выходами. Сигнал на выходе (вариант белка) зависит от двух сигналов на входе.

Биологические процессы в живых клетках по скорости работы не могут сравниться с цифровыми вычислительными цепями. Но клетки могут работать с высочайшей степенью параллелизма, за раз обрабатывая на входе до 100 000 молекул. Представьте себе живую ткань с миллионами двухъядерных «процессоров». Такой компьютер может представить впечатляющую даже по современным меркам производительность. Но даже если отбросить в сторону создание «прямоходящих» суперкомпьютеров, встроенные в тело человека искусственные логические блоки могут помочь в диагностике и лечении заболеваний, включая онкологические.

Такие блоки могут обрабатывать на входе биологическую информацию в организме человека и генерировать как диагностические сигналы, так и фармакологические последовательности. В случае начала процесса появления метастазов, например, искусственные логические цепи могли бы начать вырабатывать подавляющие онкологические явления ферменты. Применений данному явлению множество, а реализация способна изменить человека и мир.

Источник: 3dnews.ru