Исследователи во главе с профессором Яковом Бененсоном и преподавателем Массачусетского технологического института Роном Вайсом успешно включили диагностическую биологическую «компьютерную» сеть в клетке человека. Эта сеть распознает определенные раковые клетки, используя логические комбинации пяти определенных для рака молекулярных факторов, вызывая разрушение раковых клеток.
Бененсон, профессор Синтетической Биологии в Цюрих, провел значительную часть своего времени,над развитием биологического компьютера, работающего в живых клетках. Его цель работы в том, чтобы построить биокомпьютеры, которые обнаруживают молекулы, несущие важную информацию о благосостоянии клетки, и обрабатывают ее. Теперь, вместе с профессором Массачусетского технологического института Роном Вайсом и командой ученых Зэна Кси, Лилиану Вроблевску, и докторанта Лору Прочазку, они сделали главный шаг к достижению этой цели.
В исследовании, которое было только что издано в «Науке», они описывают гены с синтетической цепью, задача которых состоит в том, чтобы различить раковые и здоровые клетки и впоследствии произвести разрушение раковых клеток. Эта схема уничтожения раковой клетки работает когда все факторы присутствуют и в клетке диагностируется рак.
Ученые проверили генную сеть в двух типах клеток человека: клетки рака шейки матки, названные клетками HeLa, и нормальными клетками. Когда генетический биокомпьютер был введен, то клетки HeLa были разрушены.
Бененсон и его команда должны были сначала узнать, какие комбинации молекул уникальны для клеток HeLa. Они смотрели среди молекул, которые принадлежат классу составов, известных как microRNA (miRNA), и идентифицировали одну miRNA комбинацию, которая была типична для клетки HeLa.
В человеческом теле есть приблизительно 250 различных здоровых типов клеток. Кроме того, есть многочисленные разновидности раковых клеток, из которых сотни могут быть выращены в лаборатории. Все еще больше разнообразие miRNA: между 500 — 1000 различных разновидностей были описаны в клетках человека. «Каждому типу клетки, здоровому или больному, включили различные miRNA молекулы — говорит Бененсон. Биокомпьютер комбинирует факторы, используя логические операции И и НЕ, и только производит необходимый результат, а именно, некроз клеток, когда все вычисление со всеми факторами приводит к логическому Истинному значению,» — говорит Бененсон. Действительно, ученые смогли продемонстрировать, что сеть работает правильно в живых клетках, правильно комбинируя все внутриклеточные факторы и ставя правильный диагноз. Это,согласно Бененсону,представляет существенное достижение в этой области.
В последующем ученые хотят провести опыты на животных. «Мы все еще очень далеки от полнофункционального метода лечения людей. Эта проделанная работа является важным первым шагом, изучения этого вопроса», — сказал Бененсон.
Дата: 13.09.2016