Фрагмент молекулы РНК. Изображение пользователя Narayanese с сайта wikipedia.org

Биологи собрали компьютер внутри живой клетки

Компьютеры ученых состоят из трех основных компонент: сенсоров, передатчиков и исполнительных элементов. Первые обнаруживают присутствие в клетке молекул определенного типа, вторые передают информацию об обнаружении, а третьи запускают производство специального белка.

В качестве "рабочего тела" ученые использовали живые клетки дрожжей. Функциональные элементы собирались внутри них из фрагментов различных молекул РНК. Роль сенсоров играли фрагменты РНК-аптамеров. Поведение этих молекул похоже на поведение антител. При обнаружении молекулы вещества, на которую они настроены, аптамеры прикрепляются к ней. Роль передатчиков информации выполняли "куски" РНК, которые активировались после обнаружения аптамерами нужных молекул. Роль исполнительных элементов играли так называемые рибозимы - молекулы РНК, обладающие каталитическим действием.

В компьютерах исследователей было два типа сенсоров: одни регистрировали присутствие в клетке молекул тетрациклина, а другие – молекул теофиллина. Используя остальные компоненты, ученым удалось собрать внутри клетки простейшие логические устройства. Одни реагировали только на одновременное присутствие обоих видов молекул (логическое умножение), другие – на присутствие хотя бы одного из двух видов (логическое сложение). Исполнительные модули запускали выработку в клетках флуоресцентного белка.

По словам ученых, новое открытие позволит программировать биологические процессы. В качестве примера исследователи приводят возможность создания "умных" лекарств, которые будут атаковать только вредоносные вирусы, не затрагивая остальные процессы в клетках.

Ссылки по теме
- Higher-Order Cellular Information Processing with Synthetic RNA Devices - Science, 17.10.08
- Computing with RNA - MIT Review, 17.10.08
- В бактериях нашли остатки "мира РНК" - Lenta.ru, 18.07.2008
- Ученые смоделировали процесс эволюции в пробирке - Lenta.ru, 10.04.2008
- Лекарство от рака синтезировали из ДНК и нанотрубок - Lenta.ru, 30.11.2005

Сайты по теме
- Калифорнийский технологический институт