Вчені перетворили живі клітини в програмовані біокомп’ютери

Клітини являють собою крихітні комп’ютери, здатні обробляти вхідні дані певного роду і виробляти відповідні сигнали. Але реалізація обчислень на клітинному рівні останнім часом стає чимось більшим, ніж метафорою.

Вчені-біологи вже успішно розшифрували деякі внутрішні “алгоритми” роботи клітин, які керують відбуваються всередині їх процесами, і, шляхом редагування генетичної інформації, записаної в ДНК клітини, змусили ці клітини виконувати невластиві їм раніше дії.

Останнім досягненням в даному напрямку є робота вчених з університету Бостона. Шляхом перепрограмування ДНК ці вчені змусили у відповідь на певні зовнішні чинники модифіковані клітини виконувати один з 109 запрограмованих наборів логічних інструкцій. А подальший розвиток даної технології може привести до появи живих клітин, здатних реагувати на заданий набір зовнішніх умов, що дозволить їм виробляти складні хімічні сполуки, необхідні для боротьби із захворюваннями, наприклад.

Запрограмовані в ДНК логічні ланцюжки складалися переважно з логічних елементів НЕ, одних з найпростіших базових логічних елементів. Ці елементи виступають в ролі свого роду спускового механізму, що запускає виконання певних функцій при збігу одного або декількох умов. В даному випадку, фактором, що приводили в дію “спусковий механізм”, виступав світло з певною довжиною хвилі. А реакцією клітини на цей фактор був спеціальний флуоресцентний білок, який вироблявся кліткою і змушував її світитися. Але за допомогою точно такого ж підходу можна реалізувати виконання клітинами більш складних інструкцій, результатом чого буде виконання більш складних функцій.

Слід зазначити, що група професора Вонга шляхом програмування ДНК створила 113 “біологічних схем”, з яких працездатними виявилися лише 109. “З мого особистого досвіду можна сказати, що великою удачею при створенні генетичних” схем “можна вважати, коли ви отримаєте 25 відсотків працездатних елементів “- розповідає професор Вонг, -” А в наших наступних дослідженнях ми маємо намір змусити подібні логічні схеми працювати однаковим чином всередині живих клітин різних типів “.