Биологи разработали цепь генов, действующих как биокомпьютер. При попадании в клетку он выполняет серию логических операций типа И и НЕ, анализирует состояние клетки и только при постановке диагноза «рак» — убивает её.
Специалисты из двух технологических институтов, швейцарского федерального (ETH Zürich) и Массачусетского (MIT), придумали генетический код, который, в теории, можно оптом внедрять в клетки организма пациента. Эта последовательность генов сначала приступает к проверке хозяйской клетки. Если та оказывается раковой, код запускает процесс апоптоза — самоубийства, на которое обычно раковые клетки неспособны.
Искусственный код фактически проводит булевы вычисления, получая из пяти входных биохимических сигналов один результирующий. Это или приговор клетке, или решение её не трогать (иллюстрация Benenson Y. & R. Weiss).
Ключ к избирательности — анализ уровня экспрессии микроРНК, проводимый самим кодом прямо внутри клетки. Код сделан чувствительным к содержанию нескольких микроРНК. При этом смертельный клеточный ответ вызывается только тогда, когда в клетке обнаруживается в точности заданная комбинация уровней микроРНК из заранее составленного списка.
Для проверки идеи учёные использовали человеческие раковые клетки линии HeLa, способные делиться бесконечное число раз. Сначала исследователи определили пять микроРНК, часть которых в HeLa присутствуют на очень высоком уровне, а часть, напротив, на очень низком. Этот уникальный профиль надёжно отличает данные раковые клетки от здоровых.
По информации ScienceDaily, биологи внедрили синтетический код как в клетки HeLa, так и в обычные. Проверив подопечную клетку по всем пяти факторам, генетическая схема приходила к верному выводу: клетки HeLa были убиты, а здоровые остались целы (детали эксперимента можно найти в статье в Science).
Учёным ещё предстоит найти специфические профили микроРНК для множества видов раковых клеток и убедиться, что они не пересекаются с комбинацией микроРНК в здоровых клетках человека. А тех насчитывается около 250 типов. К тому же в клетках порой присутствует до тысячи разных микроРНК. Это означает чудовищное количество возможных комбинаций и большую предстоящую работу.
Зато, вычислив «подпись» того или иного рода раковых клеток, как это было проделано для HeLa, можно настроить на них синтетический код, который будет их избирательно уничтожать. Более того, по словам авторов технологии, она предоставляет «общую платформу для запрограммированных ответов на другие сложные состояния клетки».
По материалам Интернета