Pētnieku grupa no ETH Cīrihes Šveicē pirmais biosintētiskais divkodolu procesors cilvēka šūnā. Lai to izdarītu, viņi izmantoja gēnu inženierijā plaši izmantoto CRISPR-Cas9 metodi, kad Cas9 proteīni, izmantojot kontrolētas un, varētu teikt, programmētas darbības, modificē, atceras vai pārbauda svešu DNS. Un, tā kā darbības var ieprogrammēt, kāpēc gan nepārveidot CRISPR metodi, lai tā darbotos līdzīgi digitālajiem vārtiem?
Šveices zinātnieki projekta vadītāja profesora Martina Fusseneggera vadībā spēja cilvēka šūnā ievietot divas CRISPR DNS sekvences no divām dažādām baktērijām. Cas9 proteīna ietekmē un atkarībā no šūnai piegādātajām RNS ķēdēm katra no sekvencēm radīja savu unikālo proteīnu. Tādējādi notika tā sauktā kontrolētā gēnu ekspresija, kad, pamatojoties uz DNS ierakstīto informāciju, tiek radīts jauns produkts - proteīns jeb RNS. Pēc analoģijas ar digitālajiem tīkliem Šveices zinātnieku izstrādāto procesu var attēlot kā loģisku pussummētāju ar divām ieejām un divām izejām. Izejas signāls (olbaltumvielu variants) ir atkarīgs no diviem ieejas signāliem.
Bioloģiskos procesus dzīvās šūnās darbības ātruma ziņā nevar salīdzināt ar digitālajām skaitļošanas shēmām. Bet šūnas var darboties ar visaugstāko paralēlisma pakāpi, vienlaikus apstrādājot līdz 100 000 molekulu. Iedomājieties dzīvos audus ar miljoniem divkodolu "procesoru". Šāds dators var nodrošināt iespaidīgu veiktspēju pat pēc mūsdienu standartiem. Bet pat tad, ja mēs noliekam malā “statīvu” superdatoru izveidi, cilvēka ķermenī iebūvētie mākslīgie loģiskie bloki var palīdzēt slimību, tostarp vēža, diagnostikā un ārstēšanā.
Šādi bloki var apstrādāt bioloģisko informāciju cilvēka ķermenī kā ievadi un ģenerēt gan diagnostikas signālus, gan farmakoloģiskās sekvences. Ja sākas, piemēram, metastāžu process, mākslīgās loģiskās shēmas varētu sākt ražot fermentus, kas nomāc vēzi. Šai parādībai ir daudz pielietojumu, un tās īstenošana var mainīt cilvēku un pasauli.
Avots: 3dnews.ru