Створений біологічний комп’ютер, що може переписувати ДНК

Група науковців зі Стенфордського університету (США) створила біологічний транзистор, який замість електронів працює з ДНК та РНК. Винахід, який перевів досягнення механіки та електроніки в сферу біології, назвали «транскриптором».

Створення транскриптору дозволить біоінженерам займатись «програмуванням» всередині клітин: наприклад, записувати в їх «пам’ять», що вони піддавались дії певних зовнішніх факторів, або навіть включати і вимикати функцію розмноження.

«Біологічні комп’ютери можуть бути використані для вивчення і перепрограмування живих систем, моніторингу навколишнього середовища і покращення клітинної терапії», — говорить Дрю Енді (Drew Endy), кандидат медичних наук, доцент кафедри біоінженерії Стенфордського університету і головний автор дослідження, передає сайт університету.

Так само, як в електроніці транзистор працює з потоком електронів, транскриптор контролює потік спеціальних білків, РНК-полімерази, в їхньому переміщенні уздовж ланцюга ДНК.

Використовуючи транскриптор, група вчених створила те, що електротехніці відомо як логічний вентиль. Він може вирішити майже будь-які біохімічні завдання, які були задані клітині. Транскриптори самі по собі не являють собою біокомп’ютери, але вони є їхньою важливою складовою, яка може працювати в межах окремої живої клітини.

“  Ми ретельно підбирали ферменти, які можуть діяти в бактеріях, грибах, рослинах та тваринах, так, щоб можна було спроектувати біо-комп’ютери в різних організмах  ” Жером Боне, один з авторів дослідження

Щоб створити транскриптори та логічні вентилі, команда ретельно підбирала поєднання ферментів — інтеграз — для управління потоком РНК-полімерази вздовж ниток ДНК. Провівши паралель з електронікою, ДНК виконують роль дротів, а РНК-полімерази — електронів.

«Вибір ферментів є важливим, — говорить Жером Боне (Jerome Bonnet), один з авторів дослідження, яке було опубліковане 28 березня в журналі Science. — Ми ретельно підбирали ферменти, які можуть діяти в бактеріях, грибах, рослинах та тваринах, так, щоб можна було спроектувати біо-комп’ютери в різних організмах».

Минулого року Дрю Енді та його команда зробили ще 2 важливих відкриття, пов’язаних зі створенням генетичного комп’ютера. Перше стосувалось зберігання цифрових даних в ДНК. Друге — розробки механізму передачі генетичної інформації від клітини до клітини, налагодили свого роду «біологічний Інтернет».

Свої досягнення в сфері біотехнологій вони зробили відкритими — кажуть, таким чином хочуть передати свої досягнення у загальне користування, щоб ними могли скористатись науковці з усього світу.

«Більшість біотехнологій досі не можуть уявити, не тільки втілити в життя. Вільно обмінюючись важливими основними інструментів [біотехнологій], всі разом ми зможемо працювати краще», — говорить Жером Боне.