Ученые научились программировать ГМО-бактерии
Фото: Peggy Peatti / Zuma / Globallookpress.com
Инженеры из Массачусетского технологического института разработали
язык ДНК-программирования, который позволит человеку без углубленных
знаний биологии создавать бактерии с желаемыми свойствами. Статья с
результатами работы опубликована в ведущем научном журнале Science.
Целью ученых было создание удобного инструмента для строительства
биологического аналога логических схем внутри живой клетки. Каждая такая
схема, которая состоит из ДНК-компонентов, может быть помещена в
бактерии, чтобы наделить их способностью правильно реагировать на
определенные условия окружающей среды.
Сначала пользователь, как и в других языках программирования, должен
написать текстовый код, который затем компилируется, то есть переводится
на язык нуклеиновых кислот. Текст описывает логические компоненты,
которые необходимы для выполнения требуемой функции, а компилятор
подбирает соответствующие молекулы ДНК. По словам ученых, такой подход
позволит спроектировать бактериальные клетки, способные производить
лекарства от рака, а также дрожжи, которые останавливают процесс
брожения, если накопилось слишком много токсичных продуктов.
За последние десятилетия биологи и инженеры разработали множество
генетических устройств: датчики, носители памяти, биологические часы и
многие другие. Все они могут быть объединены в различные схемы,
позволяющие усовершенствовать функции внутри клеток или даже добавлять
новые. Разработанный учеными язык ДНК-программирования позволяет
создавать такие схемы человеку даже без специального образования.
В основе языка лежит Verilog — среда для программирования
компьютерных микросхем. Чтобы получить ее версию для клеток, инженеры
создали вычислительные элементы и биологические сенсоры, которые
возможно закодировать в виде ДНК. Сенсоры могут быть чувствительными к
различным веществам вроде кислорода или глюкозы, а также к свету,
температуре или кислотности среды.
Ученым удалось создать 60 схем с различными функциями, при этом 45 из
них правильно работали уже при первых испытаниях. Одна из схем
представляет собой крупнейшую из искусственных биологических цепей,
которая включает в себя 12 тысяч спаренных оснований ДНК.
Исследователи планируют усовершенствовать язык, чтобы получить
бактерии, которые могли бы помочь человеку переваривать лактозу, жить в
корнях растений и производить инсектициды, если на растения нападают
вредители, и многие другие полезные организмы.
В прошлом году американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов впервые одобрило употребление
в пищу генетически модифицированного лосося. Также рассматривается
возможность одобрения продажи комаров, которые не способны быть
переносчиками опасных тропических болезней.
Источник
Источник: cont.ws.
Рейтинг публикации:
|
