Науковий всесвіт

 

02/06/2009

 

Кишкову паличку перетворили на обчислювальний пристрій

 

Клетки Escherichia coli. Фото с сайта universityofcalifornia.eduУчені модифікували геном кишкової палички Escherichia coli таким чином, що бактерія перетворилася на примітивний обчислювальний пристрій. Результати роботи дослідників опубліковані в журналі Science. У тому ж номері опублікована стаття іншого фахівця, в якій детально описуються перспективи використання подібних "пристроїв" і перспективи синтетичної біології як такої.

 

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) створили відразу дві бактерійні системи. Обидві вони описані в прес-релізі на сайті MIT. У першій системі задіяні гени РНК-полімераз - ферментів, що відповідають за "переклад" генетичної інформації з мови ДНК на мову РНК. На матриці одержаних молекул РНК синтезуються білки, що кодуються геном, з якого була лічена РНК.

 

Синтез найпершої РНК-полімерази в системі запускається стимулом ззовні - наприклад, додаванням в середу, де ростуть бактерії, цукру. Новоутворена полімераза не працює до тих пір, поки в клітку не поступить новий зовнішній стимул. Активізований фермент ініціює прочитування нової ділянки ДНК і виробництво другого продукту - також РНК-полімерази. Останній використаний ген кодує зелений флуоресцентний білок (GFP). При опромінюванні ультрафіолетом GFP флуоресціює зеленим. По наявності флуоресценції можна визначити, що система спрацювала. Всього в розробленій ученими системі три ланки. Теоретично, ланок може бути стільки, скільки РНК-полімераз є у бактерій. Система може бути зупинена і запущена багато раз.

 

У другій системі використані ферменти з класу ДНК-інвертази. Ці білки вирізують з ДНК певний шматок, повертають його "на 180 градусів" і вставляють назад в ДНК. Зовнішній стимул запускає транскрипцію (прочитування) гена першої інвертази. Після того, як буде синтезований сам фермент, він перевертає певний шматочок ДНК таким чином, що транскрипція кодуючого фермент гена припиняється. Одночасно перетасовування послідовності ДНК готує умови для транскрипції наступного гена (у перевернутому вигляді шматок послідовності гена другого ферменту був перевернутий). У цій системі, на відміну від попередньої, проведені дії "запам'ятовуються".

 

У обох експериментальних системах про проходження каскаду подій судили по появі GFP. У перспективі працюючі за таким же принципом бактерійні пристрої можуть здійснювати якусь "корисну" дію. Наприклад, синтезувати якийсь білок чи ж здійснювати "самогубство".

 

Системи, подібні цим двом, "потрапляють під юрисдикцію" щодо нової області науки - синтетичної біології. Мета цієї науки - створення гібридних біолого-інженерних систем. Однією з таких систем є створений недавно бактерійний годинник. Годинник є дуже точним, до того ж, їх можна "завести" на певний період часу.

Поможем приумножить деньги. На форекс Днепропетровск это просто.