В МТИ построена сложная синтетическая биологическая цепь
Используя в качестве строительных блоков гены, биологи создали клеточную схему, способную выполнять ряд новых функций, например собирать данные об окружающей среде и реагировать на нее. В отличие от электрических схем, биологические, находящиеся внутри клетки, нельзя изолировать друг от друга. Создание подобного рода схем — достаточно сложная задача, поскольку требует компоновки генетических компонентов, которые не взаимодействуют друг с другом.
Группе исследователей Массачусетского технологического института под руководством адъюнкт-профессора биоинженерии Кристофера Войта (Christopher Voigt) разработали биокопоненты схем и интегрировали четыре датчика в одной молекуле.
Ранее группой Кристофера Войта были созданы бактерии, способные реагировать на свет, детектировать низкий уровень кислорода, повышать плотность клетки. Чтобы расширить спектр возможных схем, необходимы были компоненты, которые не взаимодействуют друг с другом. Ученые изучали бактерию сальмонеллы, которая имеет клеточные проводящие пути, контролирующие вброс протеина в клетку.
Путь состоит из трех компонентов: промоутера (часть ДНК, где протеин инициирует копирование гена), активатора (один из таких протеинов) и компаньона (протеин, необходимый активатору для связывания с ДНК). В отличие от электроцепей, в биологической схеме вход и выход — это протеины, которые управляют работой следующей схемы (активаторы или компаньоны). Исследователи обнаружили 60 разных версий путей для других видов бактерий и выяснили, что большинство протеинов, участвующих в каждой реакции, не взаимодействует друг с другом.
Сейчас исследовательская группа занимается созданием из биологических строительных блоков датчиков, которые позволят дрожжам, содержащимся в промышленных инициатора брожения, оценивать условия окружающей среды и адекватно на них реагировать.
Исследования проводились при финансовой поддержке Национального института здоровья США и Управления научных исследований ВМФ США. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.