Новая технология выявляет полезные генетические конструкции в организме

Синтетический биолог из Северо-Западного (Northwestern University) университета Джошуа Леонард и команда ученых разработали процесс построения сложных генетических схем для клеточной инженерии.

Одним из наиболее интересных направлений в медицине является использование живых клеток в качестве терапии. Например, при использовании такого подхода при лечении рака, многим пациентам удалось вылечиться. Этого позволяют добиться подходы из синтетической биологии — развивающейся области, которая сочетает в себе инструменты и концепции из биологии и инженерии.

Новая технология, созданная учеными Северо-Западного университета, использует компьютерное моделирование для эффективного выявления полезных генетических конструкций перед их созданием в лаборатории. 

«Чтобы сконструировать клетку, мы сначала кодируем желаемую биологическую функцию в фрагменте ДНК. Затем эта программа доставляется в человеческую клетку, чтобы, например, активировать ген в ответ на определенные сигналы в клеточной среде», — объясняет автор исследования.

Исследование, в котором разработаны и протестированы десятки генетических схем, опубликовано в журнале Science Advances. Как и другие технологии синтетической биологии, ключевой особенностью этого подхода является то, что он предназначен для использования другими группами биоинженеров.

На сегодняшний день разработка генетических программ методом проб и ошибок остается сложной и требует много времени. Также сложно реализовать биологические функции, помимо относительно простых. Исследовательская группа использовала «инструментарий» генетических частей и соединила эти части с вычислительными инструментами для моделирования многих потенциальных генетических программ перед проведением экспериментов. Они обнаружили, что широкий спектр генетических программ, каждая из которых выполняет желаемую и полезную функцию в клетке человека, может быть сконструирован таким образом, чтобы каждая программа работала так, как предполагалось. 

Генетические схемы, разработанные и реализованные в этом исследовании, также более сложны, чем в предыдущем уровне техники. Этот прогресс дает возможность создавать клетки для выполнения более сложных функций и делать терапию более безопасной и эффективной.

Автор: Анастасия Никифорова
Источник: https://hightech.fm/2021/02/20/technology-human-cells