Умный белок превратит живую клетку в компьютер

Синтетические белки, способные функционировать как молекулярные логические вентили, были получены в Медицинской школе Вашингтонского Университета (UW). Подобно своим электронным аналогам, они могут применяться для программирования поведения более сложных систем.

Это достижение, анонсированное 2 апреля в журнале Science, может иметь далекоидущие последствия для прогресса в медицине и синтетической биологии.

Живые клетки со встроенной в них логикой могут нужным образом реагировать на определённые входные данные, например, активировать или подавлять ген в ответ на отсутствие или присутствие двух разных молекул — двух сразу или одной, но не другой.

«Биоинженеры уже делают логические элементы из ДНК, РНК и модифицированных природных белков, но они далеки от идеальных. Наши логические элементы, построенные из белков, разработанных с нуля, являются более модульными и универсальными и могут использоваться в широком спектре биомедицинских приложений», — сказал старший автор Дэвид Бейкер (David Baker), профессор биохимии в Медицинской школе UW и директор Института дизайна белка.

Группа Бейкера показала, что сконструированные ею белки могут управлять экспрессией гена внутри человеческих T-лимфоцитов. В будущем это позволит улучшить безопасность и персонализацию клеточных методов терапии.

«Нам удалось создать из белка элементы NOR. Они не так сложны, как управляющие компьютеры NASA, но, тем не менее, это ключевой шаг к программированию с нуля сложных биологических схем», — отметил Зибо Чень (Zibo Chen), аспирант UW и соавтор статьи в Science.