Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Язык программирования для ДНК

Биологи научились программировать ГМО-бактерии

Лента.ру по материалам MIT: A programming language for living cells

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали язык ДНК-программирования, который позволит человеку без углубленных знаний биологии создавать бактерии с желаемыми свойствами. Статья с результатами работы (Nielsen et al., Genetic circuit design automation) опубликована в ведущем научном журнале Science.

Целью ученых было создание удобного инструмента для строительства биологического аналога логических схем внутри живой клетки. Каждая такая схема, которая состоит из ДНК-компонентов, может быть помещена в бактерии, чтобы наделить их способностью правильно реагировать на определенные условия окружающей среды.

Сначала пользователь, как и в других языках программирования, должен написать текстовый код, который затем компилируется, то есть переводится на язык нуклеиновых кислот. Текст описывает логические компоненты, которые необходимы для выполнения требуемой функции, а компилятор подбирает соответствующие молекулы ДНК. По словам ученых, такой подход позволит спроектировать бактериальные клетки, способные производить лекарства от рака, а также дрожжи, которые останавливают процесс брожения, если накопилось слишком много токсичных продуктов.

За последние десятилетия биологи и инженеры разработали множество генетических устройств: датчики, носители памяти, биологические часы и многие другие. Все они могут быть объединены в различные схемы, позволяющие усовершенствовать функции внутри клеток или даже добавлять новые. Разработанный учеными язык ДНК-программирования позволяет создавать такие схемы человеку даже без специального образования.

В основе языка лежит Verilog – среда для программирования компьютерных микросхем. Чтобы получить ее версию для клеток, инженеры создали вычислительные элементы и биологические сенсоры, которые возможно закодировать в виде ДНК. Сенсоры могут быть чувствительными к различным веществам вроде кислорода или глюкозы, а также к свету, температуре или кислотности среды.

Ученым удалось создать 60 схем с различными функциями, при этом 45 из них правильно работали уже при первых испытаниях. Одна из схем представляет собой крупнейшую из искусственных биологических цепей, которая включает в себя 12 тысяч пар оснований ДНК.

Исследователи планируют усовершенствовать язык, чтобы получить бактерии, которые могли бы помочь человеку переваривать лактозу, жить в корнях растений и производить инсектициды, если на растения нападают вредители, и многие другие полезные организмы.

В прошлом году американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов впервые одобрило употребление в пищу генетически модифицированного лосося (вскоре после этого – кур, а намного раньше – коз, но не для пищевой промышленности, а для получения фармпрепаратов – ВМ). Также рассматривается возможность одобрения продажи комаров, которые не способны быть переносчиками опасных тропических болезней.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 01.04.2016

назад

Читать также:

Синтетическая биология для космических программ

Биолог Кристофер Карр о пилотируемых полетах на Марс, производстве лекарств в условиях космической миссии и влиянии излучения на живые организмы.

читать

О синтетической биологии – из первых рук

Синтетический геном позволит создать экономически выгодное биотопливо, сделать за час вакцину от нового штамма гриппа, а также новые пищевые продукты, считает пионер синтетической биологии Крейг Вентер.

читать

Минимальный геном и новая биология

Две статьи в ноябрьском номере журнала «Наука и жизнь» посвящены созданию бактерии с синтетическим геномом и перспективам создания действительно искусственной жизни.

читать

Синтетическая бактерия: известные учёные о достижении института Вентера

Журнал Nature опубликовал мнения восьми известных в области синтетической биологии (и не только) учёных о создании первой в мире «рукотворной» бактерии, от скептического до вдохновенного.

читать

Синтетический геном работает!

Кульминацией проекта, над которым специалисты Института Крейга Вентера работают уже 15 лет, стало создание первых клеток, жизнедеятельностью которых управляет полностью синтетический геном.

читать