Биоинженеры MIT разработали программный язык, позволяющий кодировать живые клетки, изменяя их функции, например, реакцию на определенный условия окружающей среды. Он позволяет создавать цепочки ДНК, которые будут выполнять заложенные программы.
«Это в буквальном смысле язык программирования бактерий, — говорит профессор Кристофер Войт. — При этом используется текстовый язык, как если бы вы программировали компьютер. Затем вы берете текст, компилируете его и превращаете в цепочки ДНК, которые вставляете в клетку, и внутри нее запускается схема».
Войт и его коллеги из Бостонского университета и Национального института стандартов и технологий использовали этот язык, чтобы создать схемы, которые способны идентифицировать до трех сигналов и реагировать на них. В будущем подобное программирование может участвовать в создании клеток, которые, при обнаружении опухоли, производят лекарство от рака. Или клеток дрожжей, которые могут останавливать процесс ферментации, если образуется слишком много токсичных побочных продуктов.
Отличие нового языка в том, что он не требует специальных знаний в генной инженерии. «Вы можете быть учеником старших классов и пойти на вебинар, чтобы написать какую захотите программу, и язык превратит ее в цепочку ДНК», — говорит Войт.
Язык основан на Verilog, который обычно используется для программирования микросхем. Ученым пришлось модифицировать его, изменив логические вентили и сенсоры таким образом, чтобы они могли закодированы в ДНК бактерии. Сенсоры могут реагировать на различные вещества, такие как кислород или глюкозу, а также на свет, температуру, кислотность и другие условия. Можно добавлять и собственные сенсоры.
Еще одним преимуществом этой технологии является скорость. До сих пор «для создания таких типов схем требовались годы. Теперь можно нажать на кнопку и сразу же получить цепочку ДНК, готовую к тестам», — утверждает Войт.