Біологи Массачусетського технологічного інституту розробили мову програмування для бактерій

Нова мова програмування, розроблена вченими з Массачусетського технологічного інституту, Бостонського університету і Національного інституту стандартів і технологій, допомагає дослідникам генної інженерії бактерій, які допомагають підтримувати здоров’я людського організму. Мова дозволяє команді з Массачусетського технологічного інституту розробляти ДНК-схеми, які можуть аналізувати і вимірювати стан здоров’я клітин людського організму і реагувати на нього відповідним чином. Потім, спеціально закодовані бактерії можуть бути використані для доставки ліків у певних дозах, необхідних різним частинам тіла в різний час доби, базуючись саме на стані клітин-мішеней в режимі реального часу.

Нова система заснована на мові Verilog, яка зазвичай використовується для кодування комп’ютерних чіпів. Команда розробила логічні вентилі та датчики, які працюють разом, як запрограмовано в ДНК однієї клітини бактерії. Таким чином, закодовані бактерії можуть вимірювати будь-що – від рівня глюкози до насичення крові киснем, температури і навіть кислотності. Потім бактерії можуть визначити, чи потрібна вбудована доза ліків, і ввести її відповідно.

Сергій Волков/123RF.com

Минулі спроби проектування біосхем здебільшого спиралися на метод спроб і помилок, або на широкі медичні знання і досвід обраних. Але ця нова мова програмування розроблена таким чином, щоб її було легко впроваджувати, не маючи жодної підготовки в галузі генної інженерії. “Ви можете бути учнем середньої школи, зайти на веб-сервер і набрати програму, яку ви хочете, і вона виплюне назад послідовність ДНК”, – сказав Крістофер Фойгт, професор біологічної інженерії в Массачусетському технологічному інституті (MIT). Мова базується на тексті, але користувачам, які мають певні знання з інших мов кодування або основ інформатики, буде легше нею користуватися.

Компіляція тексту комп’ютерної програми створює послідовність ДНК, яку дослідники потім можуть ввести в живу клітину. Остання версія мови програмування MIT оптимізована для кишкової палички, але розширення мови дозволить легко написати єдину програму, яку дослідники зможуть потім скомпілювати для створення специфічної генетичної послідовності для будь-якого виду організму, шкідливої бактерії або навіть небезпечної інфекції. За словами Фойгта, у минулому на створення таких складних біологічних схем пішли б роки: “Тепер ви просто натискаєте кнопку і одразу ж отримуєте послідовність ДНК для тестування”.

Майбутнє застосування мови програмування допоможе дослідницькій групі розробити низку медичних рішень, в тому числі бактерії, спеціально розроблені для полегшення непереносимості лактози, бактерії, які виробляють інсектициди лише тоді, коли датчики визначають, що рослина піддається нападу, і саморегульовані дріжджі, які автоматично зупиняють ріст, коли в навколишньому середовищі стає занадто багато токсичних побічних продуктів. Спеціально розроблені клітини можуть бути навіть спроектовані так, щоб спонтанно виробляти життєво важливі ліки від раку, якщо пухлина буде виявлена у пацієнтів з високим ризиком.

Рекомендації редакції

• Наступне велике відкриття в науці вже у вашій кишені
• Fitbit отримав дозвіл на запуск нової функції, яка може врятувати життя
• Нове розумне ліжко 360 від Sleep Number відстежує і покращує здоров’я сну з віком
• E3 2022 не відбудеться особисто (і Summer Game Fest вже аплодував у відповідь)
• Ця лампочка може відстежувати ваш сон і контролювати пульс на відстані

Source: digitaltrends.com