“Doctorul” viitorului ar putea încăpea într-o celulă

Cu toate că tehnologia nu ne permite, încă, să visăm atât de
departe, specialiştii au reuşit să facă un prim pas spre această
evoluţie, concepând un sistem care detectează problemele la nivel
celular.
Frecvent, bolile apar din cauza unor proteine care nu-şi
îndeplinesc corect funcţia aceea de a regla diversele procese care
au loc în corp.

Proteinele sunt sintetizate pornind de la informaţia genetică
din ADN. Mai întâi ADN-ul este transcris într-o moleculă mARN (ARN
mesager), iar pe baza acestei informaţii sunt sintetizate
proteinele, proces numit translaţie. Prin urmare, verificând
corectitudinea informaţiei genetice din mARN, specialiştii pot afla
dacă o proteină funcţionează anormal.

• Computerele cuantice ar putea sparge criptarea Bitcoin de 20 de ori mai ușor decât se credea
• Un alpinist ucrainean a fost eliberat din închisoare după o călătorie record pe Everest

Primul biocomputer (un sistem constituit din biomolecule ca ADN
şi proteine şi care realizează operaţii precum stocarea şi
procesarea de date) utilizat de oamenii de ştiinţă făcea exact
această verificare. El era format dintr-o catenă de ADN şi o enzimă
numită nuclează, capabilă să „taie” catena de ADN in anumite locuri
specifice.

ADN-ul a fost conceput pentru a se lega de mARN ce codifica
sinteza unor proteine specifice, cunoscute a fi implicate în
anumite tipuri de cancer. Odată legate, dacă mARN era anormal,
enzima „tăia” ADN-ul într-un anumit mod, în timp ce dacă era
normală îl tăia într-un mod diferit.

Dacă mARN era anormal, tăierea ducea la producerea unui fragment
de ADN care se cupla cu mARN şi îl împiedica să intervină în
translaţie, blocând deci sinteza proteinei defecte. Deşi acest
model a fost testat doar în laborator, el era unul promiţător.

În prezent, specialiştii au adaptat sistemul pentru a funcţiona
nu numai pe baza mARN, ci şi a altor tipuri de molecule care pot fi
implicate în apariţia unor boli: microARN (care reglează funcţia
mARN), anumite proteine şi molecule mici precum ATP.

Având în vedere că disfuncţiile care produc boli pot să implice
orice combinaţii ale acestor molecule, noul sistem oferă un
diagnostic mai precis decât cel bazat pe mARN.

Deşi sistemul este deocamdată în stadiul testelor de laborator,
mulţi cercetători caută o metodă de a introduce aceşti „doctori”
minusculi în celulă. O cale ar fi cea care foloseşte „cutiuţe
origami” realizate din ADN, care se deschid atunci când sunt
prezenţi markerii specifici anumitor afecţiuni.

În ciuda acestor progrese, sistemul este încă departe de a putea
fi utilizat în practică; el poate fi, însă, folosit în laborator
pentru teste şi cercetări asupra markerilor ce indică prezenţa unor
boli.

Sursa:
Discover