Biologii au construit o secvenţă de software care va putea programa celulele vii ca pe un computer - FOTO

Pentru prima dată, cercetătorii au dezvoltat un nou tip de software care face posibilă ingineria genetică sau "programarea" celulelor.

Celulele programate vor putea efectua orice tip de funcţie, datorită unui  simplu limbaj de programare.

Încă din 1973, biologii au produs bacterii personalizate sau alte organisme unicelulare, care pot face lucruri utile pentru oameni. De exemplu, cea mai mare parte a insulinei folosite de diabeticii de astăzi a fost produsă dintr-o versiune modificată genetic a drojdiei de panificaţie (Saccharomyces cerevisiae ) sau Escherichia coli (E. coli), au mai fost programate bacterii care să producă biocombustibil şi să pompeze antibiotice.

"Celulele raspund mediului lor, iau decizii, construiesc structuri şi coordonează sarcini. La baza acestor procese sunt operaţiile de calcul efectuate de către reţelele de proteine, care reglementează şi integrează semnale şi controlează calendarul de exprimare genetică", explică echipa de la Massachusetts Institute of Technology.

Potrivit cercetătorilor de la MIT, valorificarea aceastei capacităţi este critică pentru proiectele de biotehnologie, care au nevoie de decizii, de control, de detectare şi de organizare spaţială.

Software-ul dezvoltat de oamenii de ştiinţă de la MIT se numeşte Cello, iar echipa speră ca acesta să programeze o celulă la fel de uşor cum se programează un calculator. Oamenii de ştiinţă încearcă să facă lucruri din ce în ce mai complexe cu celule vii, prin intermediul acestor tipuri de programe ei vor să simplifice, în mod ideal, instrucţiunile pentru a construi şi modela mai eficient celulele.

"Ceea ce am constatat de-a lungul timpului este că biologia nu este acel tip de substrat imprevizibil misterios, ci pur şi simplu aşa ne pare fiindcă nu am avut necesarul de instrumente cu care să vedem ce se întâmplă. Acesta este primul exemplu de software creat ca un limbaj de programare pentru celule", a declarat Christopher Voigt, biolog şi cercetătorul principal al acestui studiu.

Practic, programul Cello va permite să direcţioneze instrucţiunile cercetătorilor, cum ar fi alegerea promotorului dorit şi modul în care "circuitul" sau programul să ruleze: şi acesta va extrage o secvenţă pentru o plasmidă de ADN.

Plasmidele sunt componente al cromozomului bacterian care se poate replica autonom şi pot fi transferate dintr-o celulă în alta, folosite în ingineria genetică. Acest lucru înseamnă că biologii pot folosi aceste plasmide personalizate şi să le folosească pentru a le adăuga în ADN-ul extern al genomului, creând o celulă ideală.

Potrivit cercetătorului Voigt, proiectul a presupus o muncă enormă, spunând că le-a luat un deceniu pentru a crea Cello.

”Ingineria celulară incorectă poate fi la fel de neiertătoare precum e omiterea unei linii de cod într-un program IT”, afirmă cercetătorul Voigt.

Pentru a evita crearea de celule defecte, echipa a trebuit să dezvolte componente genetice care lucrează împreună ca un izolator, pentru a se asigura că fiecare secvenţă e funcţională indiferent în ce secvenţă de ADN va fi plasată.

Dar rezultatele vorbesc de la sine: 92 % din cele 412 de produse finite au funcţionat în mod corect.

Voigt estimează că le va mai lua aproximativ o săptămână pentru a proiecta 60 de circuite biologice cu Cello.

Sursa: Science Alert

Vă recomandăm şi aceste articole: