מדענים הפכו תא אנושי למעבד ביו-סינתטי כפול ליבה

צוות מחקר מ-ETH ציריך בשוויץ הצליחו ליצור המעבד הביוסינתטי כפול ליבה הראשון אי פעם בתא אנושי. לשם כך, הם השתמשו בשיטת CRISPR-Cas9, בשימוש נרחב בהנדסה גנטית, כאשר חלבוני Cas9, תוך שימוש בפעולות מבוקרות, ואפשר לומר, מתוכנתות, משנים, זוכרים או בודקים DNA זר. ומכיוון שניתן לתכנת פעולות, מדוע לא לשנות את שיטת CRISPR כך שתעבוד בדומה לשערים דיגיטליים?

מדענים שוויצרים בראשות מנהיג הפרויקט פרופסור מרטין פוסנגר הצליחו להכניס שני רצפי DNA של CRISPR משני חיידקים שונים לתוך תא אנושי. בהשפעת החלבון Cas9 ובהתאם לשרשראות ה-RNA שסופקו לתא, כל אחד מהרצפים ייצר חלבון ייחודי משלו. כך, מה שנקרא ביטוי מבוקר של גנים התרחש, כאשר, על בסיס מידע שנרשם ב-DNA, נוצר מוצר חדש - חלבון או RNA. באנלוגיה לרשתות דיגיטליות, התהליך שפותח על ידי מדענים שוויצרים יכול להיות מיוצג כחצי מוסיף לוגי עם שתי כניסות ושתי יציאות. אות הפלט (וריאנט חלבון) תלוי בשני אותות כניסה.

לא ניתן להשוות תהליכים ביולוגיים בתאים חיים למעגלי מחשוב דיגיטליים מבחינת מהירות הפעולה. אבל תאים יכולים לפעול בדרגה הגבוהה ביותר של מקביליות, ולעבד עד 100 מולקולות בכל פעם. דמיינו רקמה חיה עם מיליוני "מעבדים" דו-ליבים. מחשב כזה יכול לספק ביצועים מרשימים אפילו בסטנדרטים מודרניים. אבל גם אם נשים בצד את יצירתם של מחשבי-על "זקופים", בלוקים לוגיים מלאכותיים המובנים בגוף האדם יכולים לסייע באבחון וטיפול במחלות, כולל סרטן.

בלוקים כאלה יכולים לעבד מידע ביולוגי בגוף האדם כקלט וליצור גם אותות אבחון וגם רצפים תרופתיים. אם יתחיל תהליך הגרורות, למשל, מעגלים לוגיים מלאכותיים יכולים להתחיל לייצר אנזימים המדכאים סרטן. יש הרבה יישומים לתופעה הזו, ויישומה יכול לשנות את האדם ואת העולם.

מקור: 3dnews.ru