Программирование биологических клеток

Исследования последнего времени убеждают ученых и инженеров в том, что для информационного процессинга можно использовать практически все, лишь бы оно удовлетворяло некоторым условиям, в частности, реализовывало, по крайней мере, два четко различимых состояния. Этим всем могут быть субатомные частицы, атомы и молекулы и даже биологические клетки. Последние представляются перспективными для создания микроскопических компьютеров, которые смогут быть использованы в микробиологии и медицине, например, в микроустройствах, которые смогут относительно автономно работать прямо в живом организме.

Недавно еще один шаг вперед в этом направлении был сделан специалистами биологической лаборатории факультета электротехники Принстонского университета в сотрудничестве с учеными из Калифорнийского технологического института, которые смогли заставить ("запрограммировать") кишечные палочки E. Coli с генетически модифицированным кодом испускать красный или зеленый флуоресцентный свет в ответ на химические сигналы, испускаемые соседними колониями палочек.

Так, в одном из экспериментов клетки светились зеленым светом, когда сигнал был высоким, и красным, когда он был низким. В чашке Петри они образовывали мишенеподобную структуру типа "бычьего глаза" ("bull's-eye pattern") - зеленый круг внутри красного. Были также получены структуры, напоминающие сердце и цветок.

Один из авторов работы, Рон Вайсс (Ron Weiss), считает, что системы подобного типа будут полезны для определения наличия определенных химических веществ или микроорганизмов (например, сибирской язвы) в лабораторных тестах.

Исследование было опубликовано в последнем апрельском выпуске журнала "Nature" (Vol. 434, No. 7037, P. 1130, 28.04.05).

А примерно двумя месяцами ранее в журнале "Proceedings of the National Academy of Sciences" (Vol. 102, No. 10, P. 3581-3586, 8.03.05) Вайсс показал возможность путем добавления в структуру клеток фрагментов искусственных ДНК заставить их вести себя подобно вычислительным устройствам, т.е. выполнять основные логические операции, а также операции записи и считывания. Но тогда эксперименты проводились над единичными клетками. А вот только что опубликованные результаты показывают, что подобного поведения можно добиться и в случае огромного массива клеток.

Правда, пока только в чашечках Петри.

Пресс-релиз см.: princeton.edu/main/news/archive/S11/47/07I63/index.xml?section=topstories.

Сергей САНЬКО

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

18 за 2005 год

Рубрика: 

Новые технологии
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!