Нанокомпьютерный агент для управления клетками разработали в Пенсильвании

Нанокомпьютерный агент, который может контролировать функцию определенного белка, разработали исследователи из Пенсильванского университета, 16 ноября сообщает журнал Nature Communications.

Создание наноразмерных компьютеров для использования в точном здравоохранении долгое время было мечтой многих ученых и медицинских работников.

Теперь ученые впервые создали нанокомпьютерный агент, который может контролировать функцию определенного белка, участвующего в перемещении клеток и метастазировании рака. Это транзисторный «логический вентиль», который представляет собой тип вычислительной операции, в которой несколько входов управляют выходом.

«Наши логические ворота — это только начало того, что можно назвать клеточными вычислениями, но это важная веха, потому что они демонстрируют способность встраивать условные операции в белок и контролировать его функции. Это позволяет нам получить более глубокое понимание биологии человека и болезней и открывает возможности для развития точной терапии», — сказал профессор Николай Дохолян.

Логический вентиль состоит из двух сенсорных доменов, которые реагируют на два сигнала — свет и лекарство рапамицин.

Ученые вставили модифицированный ген в раковые клетки HeLa и, используя конфокальную микроскопию, наблюдали за ними in vitro. Они изучили влияние каждого из входов по отдельности, а также комбинированное влияние входов на поведение ячеек.

Было обнаружено, что можно не только быстро активировать белок с помощью света и рапамицина, но и что эта активация приводит к тому, что клетки претерпевают внутренние изменения, которые усиливают их адгезивные способности. Это в конечном итоге снижает их подвижность.

«Мы впервые показываем, что можем создать в живых клетках функционирующий нанокомпьютерный агент, который может контролировать их поведение. Мы также обнаружили некоторые интересные особенности белка FAK, такие как изменения, которые он вызывает в клетках при активации», — сказал Яшаванта Вишвешварайя, доктор фармакологии Пенсильванского университета.