Биологи научились программировать ГМО-бактерии

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали язык ДНК-программирования, который позволит человеку без углубленных знаний биологии создавать бактерии с желаемыми свойствами. Статья с результатами работы опубликована в ведущем научном журнале Science.

Целью ученых было создание удобного инструмента для строительства биологического аналога логических схем внутри живой клетки. Каждая такая схема, которая состоит из ДНК-компонентов, может быть помещена в бактерии, чтобы наделить их способностью правильно реагировать на определенные условия окружающей среды.

Сначала пользователь, как и в других языках программирования, должен написать текстовый код, который затем компилируется, то есть переводится на язык нуклеиновых кислот. Текст описывает логические компоненты, которые необходимы для выполнения требуемой функции, а компилятор подбирает соответствующие молекулы ДНК. По словам ученых, такой подход позволит спроектировать бактериальные клетки, способные производить лекарства от рака, а также дрожжи, которые останавливают процесс брожения, если накопилось слишком много токсичных продуктов.

За последние десятилетия биологи и инженеры разработали множество генетических устройств: датчики, носители памяти, биологические часы и многие другие. Все они могут быть объединены в различные схемы, позволяющие усовершенствовать функции внутри клеток или даже добавлять новые. Разработанный учеными язык ДНК-программирования позволяет создавать такие схемы человеку даже без специального образования.

В основе языка лежит Verilog — среда для программирования компьютерных микросхем. Чтобы получить ее версию для клеток, инженеры создали вычислительные элементы и биологические сенсоры, которые возможно закодировать в виде ДНК. Сенсоры могут быть чувствительными к различным веществам вроде кислорода или глюкозы, а также к свету, температуре или кислотности среды.

Ученым удалось создать 60 схем с различными функциями, при этом 45 из них правильно работали уже при первых испытаниях. Одна из схем представляет собой крупнейшую из искусственных биологических цепей, которая включает в себя 12 тысяч спаренных оснований ДНК.

Исследователи планируют усовершенствовать язык, чтобы получить бактерии, которые могли бы помочь человеку переваривать лактозу, жить в корнях растений и производить инсектициды, если на растения нападают вредители, и многие другие полезные организмы.

В прошлом году американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов впервые одобрило употребление в пищу генетически модифицированного лосося. Также рассматривается возможность одобрения продажи комаров, которые не способны быть переносчиками опасных тропических болезней.

Обсудить
Наука и техника00:04 9 августа

Харе Гитлер!

Пережившие войну нацисты нашли спасение в йоге и гомосексуализме
Папенькин сынок
Школьник-миллионер утопает в роскоши и не стесняется это демонстрировать
Oleg Tinkov, Chairman of Tinkoff Credit Systems, reacts during an interview with Reuters' journalists in Moscow September 25, 2012. REUTERS/William Webster (RUSSIA - Tags: BUSINESS PROFILE)«Блогеры за бабки мать родную продадут»
За что в сети ненавидят Тинькова, боятся Галустяна и унижают белорусов
«Никогда не гуглите это!»
Кто и зачем снял самое отвратительное видео в истории интернета
История пикапов Ford
От «Жестянки Лиззи» до 750-сильной «Супер-змеи»
Невероятные истории из автосервисов
Непридуманные истории, рассказанные механиками из разных стран
В какие истории попадают бабушки за рулем
Что происходит, когда дамы в возрасте пытаются быть в тренде
Убить за девять минут
Машины, которые попали в аварию, едва успев покинуть автосалон