Технология CRISPR позволила ученым создать двуядерные биопроцессоры внутри живых клеток

Клетки с биопроцессорами


Технология редактирования генома CRISPR разрабатывалась изначально с целью обеспечения лечения и профилактики генетических заболеваний, но позже эта технология, превратившаяся в мощный инструмент, нашла применение и в некоторых других областях, включая синтетическую биологию. А недавно исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zurich) использовали CRISPR-технологию для создания функциональных биокомпьютеров, встраиваемых прямо в клетки человеческих тканей.

Отметим, что живые организмы и так уже можно считать своего рода биокомпьютерами, клетки которых выполняют роль логических элементов, черпающих входные данные извне, обрабатывающих эти данные и реагирующих на них определенными метаболическими процессами. "Само человеческое тело - это большой биокомпьютер" - рассказывает Мартин Фассенеггер (Martin Fussenegger), ведущий исследователь, - "Огромная вычислительная мощность этого биокомпьютера обеспечивается триллионами клеток, но в отличие от традиционных суперкомпьютеров, для работы "человеческого биокомпьютера" потребуется кусок хлеба или другая пища".

Использование естественных процессов, происходящих внутри живых клеток, для построения логических схем, является одной из главных целей синтетической биологии. В данном случае, исследователи из ETH Zurich нашли способ внедрения в клетки человека двуядерных биопроцессоров, а в качестве такого биопроцессора выступал специально разработанный для этого вариант фермента Cas9, который используется в технологии CRISPR.

Фермент Cas9 осуществляет чтение исходных данных из молекулы РНК и на основе этих данных активирует или деактивирует определенные гены, что, в свою очередь, приводит к производству клеткой особых белков. Особенностью фермента Cas9 является то, что у него имеется два "цифровых входа" он может параллельно считывать два числа, обработать их и выдать два независимых результата. Другими словами, это фермент, внедренный в ядро клетки, представляет собой простейший двуядерный биопроцессор, способный выполнять две независимых задачи.

Миллиарды таких клеток, оснащенных биопроцессорами, могут быть объединены в будущем в мощные биокомпьютеры, способные диагностировать и самостоятельно излечивать различные заболевания. Эти компьютеры будут искать определенные биомаркеры, соответствующие различным заболеваниям, и вырабатывать молекулы лекарственных препаратов. В зависимости от количества обнаруживаемых биомаркеров, биокомпьютер будет вырабатывать лекарственные молекулы разных видов, которые будут действовать максимально эффективно в каждом конкретном случае.

"Представьте себе имплантат, состоящий из тканей человека-пациента, миллионы или миллиарды клеток которого содержат двуядерные биопроцессоры" - рассказывает Мартин Фассенеггер, - "Такие "вычислительные" органы теоретически могут иметь вычислительную мощность, намного превосходящую вычислительную мощность цифровых суперкомпьютеров. И для работы такого биологического суперкомпьютера потребуется совсем незначительное количество энергии, которое не идет в сравнение даже с количеством энергии, потребляемой обычным настольным компьютером".




Ключевые слова:
CRISPR, Cas9, Геном, ДНК, РНК, Биокомпьютер, Биопроцессор, Клетка

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые превратили живые клетки в программируемые биокомпьютеры
  • Технология редактирования генома CRISPR/Cas9 была впервые испытана на челов ...
  • Ученые разработали способ извлечения "воспоминаний" из ДНК клеток организ ...
  • Технология редактирования генома CRISPR/Cas9 может стать средством лечения ...
  • Живые клетки научились выполнять логические и арифметические операции.




  • 29 апреля 2019 15:46
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4280
    биокомпьютер будет вырабатывать лекарственные молекулы разных видов

    С опасными вещами играют эти ученые. С первого взгляда все просто идеально и безоблачно. А представьте себе, если ДНК-программа биокомпьютера немного подпортится из-за какого-нибудь излучения или другого мутагенного фактора. И этот биокомпьютер выработает не лекарственные молекулы, а яд, которой убьет клетку с биокомпьютером и кучу соседних....


    --------------------
        
    29 апреля 2019 23:07
    #2 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 318
    Генетические эксперименты уже имеют необратимый характер, никакие меры не смогут остановить этот процесс, независимо от последствий. В 1904 году Нобелевский комитет признал создание пулемета Максим преступным оружием Апокалипсиса, способным уничтожить Человечество! Однако позже процесс разработки оружия Апокалипсиса не прекращался. Единственная сила способная уничтожить Человеческую рассу это ЖАДНОСТЬ, но даже с этого кто то наверняка получит гешефт:)))
        
    6 мая 2019 11:31
    #3 Написал: Geka27

    Публикаций: 0
    Комментариев: 11
    Сейчас любая разработка опасная, всё зависит от того, кто и как ею будет пользоваться.
    Ещё больше контроля над населением)))
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.