Κύτταρα προγραμματισμένα όπως οι υπολογιστές καταπολεμούν τις ασθένειες

Κύτταρα προγραμματισμένα όπως οι υπολογιστές καταπολεμούν τις ασθένειες.

Τα κύτταρα μπορούν πλέον να προγραμματιστούν όπως ένας υπολογιστής για την καταπολέμηση του καρκίνου, της γρίπης και άλλων σοβαρών καταστάσεων – χάρη σε μια σημαντική ανακάλυψη στη συνθετική βιολογία από το Πανεπιστήμιο του Warwick.

Η νέα έρευνα έδειξε ότι ένα κοινό μόριο που ονομάζεται molecule—ribonucleic acid (RNA), το οποίο παράγεται άφθονα από τους ανθρώπους, τα φυτά και τα ζώα, μπορεί να τροποποιηθεί γενετικά ώστε να επιτρέπει στους επιστήμονες να προγραμματίζουν τις δράσεις του.

Εκτός από την καταπολέμηση ασθενειών και τραυματισμών στους ανθρώπους, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να εκμεταλλευτούν αυτή την τεχνική για τον έλεγχο των φυτικών κυττάρων και την αναστροφή των περιβαλλοντικών και γεωργικών προβλημάτων, καθιστώντας τα φυτά πιο ανθεκτικά στις ασθένειες και τα παράσιτα.

Τα RNA μεταφέρουν πληροφορίες μεταξύ πρωτεΐνης και DNA σε κύτταρα και ο καθηγητής Jaramillo έχει αποδείξει ότι αυτά τα μόρια μπορούν να παραχθούν και να οργανωθούν σε εξατομικευμένες ακολουθίες εντολών – παρόμοιες με τους κώδικες για λογισμικό υπολογιστή – οι οποίες τροφοδοτούν συγκεκριμένες οδηγίες στα κύτταρα.

Όπως ένα κλασικό σύστημα υπολογιστή τύπου Turing, τα κύτταρα έχουν την ικανότητα να επεξεργάζονται και να ανταποκρίνονται στις οδηγίες και τους κωδικούς που εισάγονται στο κύριο σύστημα τους, υποστηρίζει ο καθηγητής Jaramillo.

Παρόμοια με το λογισμικό που εκτελείται σε έναν υπολογιστή ή με εφαρμογές σε μια κινητή συσκευή, μπορούν να δημιουργηθούν πολλές διαφορετικές αλληλουχίες RNA για να ενδυναμώσουν τα κύτταρα με μια «εικονική μηχανή», ικανή να ερμηνεύσει μια παγκόσμια γλώσσα RNA και να εκτελέσει συγκεκριμένες ενέργειες για την αντιμετώπιση διαφορετικών ασθενειών ή προβλήματα.

Αυτό θα επιτρέψει ένα νέο τύπο εξατομικευμένης και αποτελεσματικής υγειονομικής περίθαλψης, που θα μας επιτρέψει να «κατεβάσουμε» μια ακολουθία ενεργειών στα κύτταρα, δίνοντάς τους οδηγίες να εκτελούν πολύπλοκες αποφάσεις που κωδικοποιούνται στο RNA.

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν την εφεύρεσή τους αρχικά μοντελοποιώντας όλες τις αλληλεπιδράσεις αλληλουχίας RNA σε έναν υπολογιστή και στη συνέχεια κατασκευάζοντας το DNA που κωδικοποιεί τα βέλτιστα σχέδια RNA για να επικυρωθούν σε βακτηριακά κύτταρα στο εργαστήριο.

Μετά την επαγωγή των βακτηριακών κυττάρων για την παραγωγή των γενετικά τροποποιημένων αλληλουχιών RNA, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι είχαν μεταβάλει την γονιδιακή έκφραση των κυττάρων σύμφωνα με το πρόγραμμα RNA – αποδεικνύοντας ότι τα κύτταρα μπορούν να προγραμματιστούν με προκαθορισμένες εντολές RNA, με τον τρόπο ενός μικροεπεξεργαστή του υπολογιστή.

Ο καθηγητής Alfonso Jaramillo, ο οποίος είναι μέλος του Ολοκληρωτικού Συνθετικού Κέντρου Βιολογίας του Warwick (Warwick Integrative Synthetic Biology Centre), σχολίασε:

“Οι δυνατότητες των μορίων του RNA να αλληλεπιδρούν με έναν προβλέψιμο τρόπο και με εναλλακτικές διαμορφώσεις μας επέτρεψε να σχεδιάσουμε δίκτυα μοριακών διακοπτών που θα μπορούσαν να επεξεργαστούν αυθαίρετες εντολές που κωδικοποιούνται στο RNA.

“Κατά τη διάρκεια του τελευταίου έτους, η ομάδα μου έχει αναπτύξει μεθοδολογίες που επιτρέπουν στο RNA να ανιχνεύει το περιβάλλον, να εκτελεί αριθμητικούς υπολογισμούς και να εκφράζει γονιδιακό έλεγχο χωρίς να στηρίζεται στις πρωτεΐνες, γεγονός που καθιστά το σύστημα καθολικό σε όλα τα ζωντανά βασίλεια.

“Τα κύτταρα μπορούν να διαβάσουν το λογισμικό RNA για να εκτελέσουν τις κωδικοποιημένες εργασίες, οι οποίες θα μπορούσαν να επιτρέψουν τα κύτταρα να ανιχνεύουν μη φυσιολογικές καταστάσεις, μολύνσεις ή να ενεργοποιούν αναπτυξιακά προγράμματα”.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας