ДНК-комп’ютери зможуть допомогти організму людини боротися з вірусами

Якщо поглянути глибше, ніж зазвичай, то можна виявити, що людина не дуже сильно відрізняється від комп’ютера. Все, починаючи від кінчиків пальців ніг і закінчуючи кінчиками волосся, є результатом виконання програми, закодованої у вигляді послідовності ДНК однієї, точніше двох початкових клітин.

Протягом останніх двох десятиліть вчені домоглися значних успіхів в розшифровці послідовності ДНК і у визначенні функціонального призначення окремих її ділянок. На базі синтетичної ДНК були створені навіть свого роду комп’ютери, що обчислюють значення квадратних коренів і інших функцій, правда досить своєрідним способом.

А недавно вченим вдалося визначити послідовності молекулярних інструкцій, які включаються в дію під час боротьби з вірусами та іншими видами інфекції, і, цілком ймовірно, що на основі таких обчислень, вироблених ДНК-комп’ютерами, будуть побудовані інноваційні методи лікування препаратами, які створюються самим організмом.

Ключовим моментом того, як змусити працювати технологію ДНК-обчислень на благо людини, полягає у вивченні особливостей з’єднання коротких ділянок молекул один з одним. “Наприклад, ви змішуєте в пробірці набір різних коротких одиночних ланцюжків молекул ДНК” – розповідає Маартен Мерккс (Maarten Merkx), вчений-біохімік з Технологічного університету Ейндховена, Нідерланди, – “Поодинокі ланцюжка з’єднуються тільки з відповідними їм іншими ланцюжками, формуючи подвійну спіраль молекули. Утворені короткі подвійні спіралі з’єднуються з іншими в певній послідовності і формують довгі молекули, в яких знаходиться заздалегідь заданий генетичний код “.

Однак, деякі критично важливі комбінації молекул ДНК виробляються в організмі тільки в присутності антитіл, висока концентрація яких є реакцією імунної системи на появу інфекції. Тому, за умови наявності в організмі певних “індикаторних” з’єднань можна точно зафіксувати початок реакції організму на появу інфекції.

І, за допомогою спеціально запрограмованих молекул ДНК, пов’язаних з індикаторами, можна здійснити виробництво самим організмом лікарського препарату, спрямованого на боротьбу з інфекцією даного типу, будь то вірусна або якась інша інфекція. Більш того, виробництво лікарського препарату буде “налагоджено” лише в районі інфікованої області організму, інші області не будуть порушені даним процесом, що дозволить уникнути виникнення негативних побічних ефектів.

“Цілком ймовірно, що в даному випадку вченим доведеться використовувати і інші види” біологічних обчислень “, а не тільки ДНК-комп’ютери. Такий підхід дозволить створювати дуже складні біологічні обчислювальні системи, здатні вирішувати найрізноманітніші завдання” – розповідає Філіп Сантанджело (Philip Santangelo) , біоінженер з Технологічного університету Джорджії, – “для цих цілей можна використовувати весь багатий набір білків і ферментів природного і штучного походження, наявність яких дозволить створювати дуже витончені програми для біологічних комп’ютерів”.