Биоинженеры придумали конструктор из «умных клеток»
Уже долгое время ученые-биоинженеры пытаются разработать «умную клетку» — своеобразный процессор из белков, который сможет самостоятельно выбирать реакцию на внешние сигналы. То есть буквально обнаруживать признаки заболевания, будь то простые воспаления или раковые опухоли, и немедленно выпускать в ответ индивидуально подобранное лечение.
Теперь же специалисты из Университета Райса в США нашли новый подход к созданию клеточных схем «чувство-ответ», который основан на фосфорилировании — процессе, используемом самими клетками для реагирования на окружающую среду. По сути, данная функция напоминает серию циклов, которая проходит от входа к выходу — то есть от места, где клетка сталкивается с внешним воздействием, до ответного сигнала.
В таком случае каждый из циклов можно рассматривать как элементарную единицу, чтобы создать из них совершенно новые пути и связи. Настоящий конструктор. Более того — ученым удалось не просто настроить новые функции клеток, но и заставить их работать параллельно с собственными процессами, не влияя на жизнеспособность и скорость роста.
«Мы не ожидали, что синтетические сигнальные цепи, полностью состоящие из сконструированных белковых частей, будут работать с такой же скоростью и эффективностью, как естественные сигнальные пути в клетках человека. Нет нужды говорить, что мы были приятно удивлены результатом. Потребовалось много усилий и совместной работы, чтобы осуществить задуманное»Сяоюй Янведущий автор исследования, аспирант в Университете Райса
В отличие от предыдущих синтетических схем, которые были основаны на других молекулярных процессах, новый подход позволил создать цепи с максимально быстрой реакцией — секунды и минуты вместо часов. Поэтому систему можно запрограммировать на действия в аналогичном временном масштабе. Кроме того, она оказалась чувствительной к внешним сигналам, вроде воспалительных факторов.
Интересный факт: недавно ученые из Каролинского института выяснили, как клетки организма взаимодействуют друг с другом при заживлении ран у людей.
