Биологи спроектировали микросхему на базе генов, белков и днк

Просмотр списком
Биологи спроектировали микросхему на базе генов, белков и ДНК

Используя гены как взаимозаменяемые части, биологи создали синтетическую конструкцию, напоминающую электронную микросхему. Созданная биологическая микросхема может выполнять самые разные функции, такие как зондирование окружающей среды.

Однако сложность, которая может возникнуть при проектировании подобных биологических микросхем, может стать слабым местом конструкции, так как она ограничена сложностью генетических компонентов, применяемых при сборке.



В отличие от электронных систем на базе кремния, биологические цепи в клетке невозможно физически изолировать друг от друга. "Клетка это как буррито. В нем все компоненты должны быть смешаны вместе", — говорит Кристофер Войт из Массачусетского технологического института. Так как все клеточные механизмы для считывания генов и синтеза белков здесь перемешаны вместе, исследователям необходимо создать такую систему, в которой белки контролируют одну часть их синтетической цепи, не мешая другим частям схемы.

Войт и его группа разработала схему компонентов, которые не мешают друг другу для синтеза сложных синтетических функций. Фактически, специалистам удалось создать первый в своем роде биологический сенсор для реагирования на те или иные процессы в окружающей среде. "Сшить все эти куски вместе — это невероятно сложная задача", — говорит ученый. "Увеличение биологической схемы потребует более масштабного моделирования, чтобы ученые могли задействовать сотни узлов, выполняющих разные задачи". Ранее эта же группа ученых из Массачусетса сконструировала бактерию, которая может реагировать на свет и захватывать фотографические изображения, а также обнаруживать низкие уровни кислорода, либо высокую плотность клеток — эти условия обычно говорят о высокой вероятности злокачественной опухоли.

Однако сама по себе бактерия была создана из ограниченного набора генов и клеточных компонентов, тогда как новая концепция предусматривает более широкий спектр компонентов и их генетическую перекомпоновку. Одним из самых сложных моментов был подбор генов, которые бы не мешали друг другу в процессе химических реакций. Созданная биологами естественная микросхема состоит из трех классов компонентов: активатор, промоутер и сопровождающие элементы. Промоутер области ДНК связывает белки для инициации транскрипции гена, активатор является одним из начальных белков, стартующих реакцию.

Исследователи говорят, что им удалось создать как минимум 60 перекомпонованных вариантов микросхем, работающих на базе схожих биологических компонентов, но выполняющих самые разные функции. Впрочем, пока специалистам не удалось создать условий, которые бы способствовали "общению" нескольких клеток между собой, так как функциональность одной биологической микросхемы сама по себе невелика.

Источник: cybersecurity
7214
facebook
Нажмите «Нравится»,
чтобы читать Relax.ru в Facebook
 Top