Клетка-компьютер: ученые заставили человеческий организм вычислять и лечить себя сам
Nature Communications: созданы биологические процессоры внутри живых клеток
Ученые впервые превратили человеческие клетки в подобие компьютерных чипов, способных обрабатывать сигналы и принимать автономные решения. Разработка, опубликованная в журнале Nature Communications, открывает дорогу к «умным» живым лекарствам, которые будут атаковать болезнь только при строго заданных условиях, не задевая здоровые ткани.
Исследователи использовали естественный механизм сплайсинга матричной РНК — процесса, при котором из генетической молекулы вырезаются лишние фрагменты и склеиваются нужные. Такой подход позволил обойтись без множества промежуточных этапов и строительных блоков. В качестве доказательства работоспособности метода внутри клеток собрали трехбитный сумматор для двоичных операций и мультиплексор для выбора сигналов. В систему также встроили защитный контур: при перегрузке или ошибке клетка подает световой сигнал с помощью флуоресцентных белков.
Главная цель технологии — создание терапевтических клеток, которые одновременно сканируют организм по множеству маркеров и включают лечение только при обнаружении нужной комбинации симптомов. В ходе экспериментов клетки уже запрограммировали на выработку иммунного белка интерлейкина-15 для борьбы с раком. Соавтор работы доктор Лиор Нисим подчеркнул, что предложенный подход делает возможным создание продвинутых биологических программ, защищающих организм.
