Для контроля процессов в живой клетке впервые применена нанотранзисторная логика

Создание нанокомпьютеров для использования в точной медицине долгое время оставалось несбыточной мечтой. Первый шаг к её воплощению в реальность сделан в Пенсильванском университете (Penn State), где был создан нанокомпьютерный агент, способный управлять функциями белка. Это исследование открывают путь к созданию нанокомпьютеров для профилактики и лечения рака и других заболеваний.

Команда, в которую входили Николай Дохолян, профессор Томас Пассананти (Thomas Passananti), постдок по фармакологии Яшаванта Вишвешварайя (Yashavantha Vishweshwaraiah) и другие сотрудники Penn State, разработала «логический вентиль», в которой несколько входов управляют выходом. В данном случае раздражителей, на которые было запрограммировано срабатывание вентиля, было два — свет и препарат рапамицин.

Нановентиль был встроен в состав белкового комплекса киназы фронтальных контактов (FAK), после чего команда вставила модифицированный ген в живые клетки, чтобы изучить действие каждого из входных сигналов под микроскопом.

Они обнаружили, что могут не только быстро активировать FAK с помощью света и рапамицина, но и что эта активация приводит к тому, что клетки претерпевают внутренние изменения, которые усиливают их адгезивные способности, что в конечном итоге снижает их подвижность.

Полученные результаты опубликованы 16 ноября в журнале Nature Communications.

«Мы впервые показали, что можем создать в живых клетках функционирующий нанокомпьютерный агент, который способен контролировать их поведение, — сказал Вишвешварайя. — Наш логический вентиль — это самое начало того, что можно назвать клеточными вычислениями»,

«Это важная веха, потому что она демонстрирует способность встраивать условные операции в белок и контролировать его функции, — добавил Дохолян. — Это позволит нам глубже понять биологию человека и его болезней, а также откроет возможности для развития точной терапии».

Команда Penn State надеется в конечном итоге перейти к тестированию своих нанокомпьютерных агентов на живых организмах.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365