Одним из наиболее интересных направлений в медицине является использование живых клеток в качестве терапии. Например, при использовании такого подхода при лечении рака, многим пациентам удалось вылечиться. Этого позволяют добиться подходы из синтетической биологии — развивающейся области, которая сочетает в себе инструменты и концепции из биологии и инженерии.
Новая технология, созданная учеными Северо-Западного университета, использует компьютерное моделирование для эффективного выявления полезных генетических конструкций перед их созданием в лаборатории.
«Чтобы сконструировать клетку, мы сначала кодируем желаемую биологическую функцию в фрагменте ДНК. Затем эта программа доставляется в человеческую клетку, чтобы, например, активировать ген в ответ на определенные сигналы в клеточной среде», — объясняет автор исследования.
Исследование, в котором разработаны и протестированы десятки генетических схем, опубликовано в журнале Science Advances. Как и другие технологии синтетической биологии, ключевой особенностью этого подхода является то, что он предназначен для использования другими группами биоинженеров.
На сегодняшний день разработка генетических программ методом проб и ошибок остается сложной и требует много времени. Также сложно реализовать биологические функции, помимо относительно простых. Исследовательская группа использовала «инструментарий» генетических частей и соединила эти части с вычислительными инструментами для моделирования многих потенциальных генетических программ перед проведением экспериментов. Они обнаружили, что широкий спектр генетических программ, каждая из которых выполняет желаемую и полезную функцию в клетке человека, может быть сконструирован таким образом, чтобы каждая программа работала так, как предполагалось.
Генетические схемы, разработанные и реализованные в этом исследовании, также более сложны, чем в предыдущем уровне техники. Этот прогресс дает возможность создавать клетки для выполнения более сложных функций и делать терапию более безопасной и эффективной.
Читайте также
Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?
Ученые впервые зафиксировали, как вокруг звезд малой массы формируются планеты