תוכן עניינים:
2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
מתג הפעלה/כיבוי מבטיח הבטחה לביוטכנולוגיה, מחשוב ביו ותרפיה גנטית
(בוסטון, מסצ'וסטס) - ה"מתג הגנטי" הראשון אי פעם שנועד לשלוט בפעילות הגנים, הנדס לאחרונה על ידי מדענים מהמרכז לביו-דינמיקה של אוניברסיטת בוסטון (CBD) והמחלקה להנדסה ביו-רפואית. בעבודה עם החיידק Escherichia coli, החוקרים הצליחו להעביר בהצלחה את הביטוי של גנים בין מצבי הפעלה לכיבוי יציבים על ידי הפעלת גירוי כימי או טמפרטורה קצר. העבודה מדווחת בגיליון 20 בינואר של Nature.
"מעגלי רגולציה יציבים הן במצב ההפעלה והכיבוי קיימים באופן טבעי בכמה מערכות גנטיות מאוד מיוחדות", אומר ג'יימס ג'יי קולינס, מנהל CBD ומחבר שותף, "אבל זו הפעם הראשונה שמישהו הצליחה ליצור מתג הפעלה/כיבוי סינתטי כדי לשלוט בביטוי של גן - מתג שניתן להכליל למגוון גנים באורגניזמים רבים ושונים, כולל תאים אנושיים."
הבורר מייצג גם את טכנולוגיית הליבה עבור התקני בקרה גנטיים נוספים. "ניתן לבצע שינויים קלים במתג כדי לייצר חיישן גנטי עם סף מתכוונן - מערכת שבה גנים מופעלים או מודחקים כאשר מגיעים לסף מסוים", מציין טימותי ס. גרדנר, דוקטור. מועמד להנדסה ביו-רפואית ומחבר ראשי של המחקר. "סוג זה של חיישן יהיה שימושי בשליטה בסוכרת, למשל, על ידי הפעלה אוטומטית של סינתזה של אינסולין כאשר הגלוקוז בדם מגיע לרמה מסוימת.למערכת כזו יש גם יישומים פוטנציאליים באיתור חומרי לוחמה ביולוגיים - הפיכת תאי הגוף עצמו לחיישנים שמתריעים בפני האדם על נוכחותם של חומרים מסוכנים, ואף מפעילה את ייצורו של תרופה נגד.
יתר על כן, מתג ההחלפה עצמו יכול לתפקד כיחידת זיכרון סלולרית מלאכותית, הבסיס של מחשוב מבוסס תאים. "מאז הצעת החזון של ריצ'רד פיינמן, ב-1959, להנדס מכשירים תת-מיקרוסקופיים, הרעיון של רובוטיקה ננומטרית הצית את דמיונם של החוקרים", אומר גרדנר. "בשנים האחרונות, אפשרות זו זוהתה לעתים קרובות עם מכשירים מיקרו-אלקטרו-מכניים. אנו מציעים שרובוטיקה בקנה מידה ננומטרי עשויה ללבוש צורה 'רטובה', כלומר תא חי. בסופו של דבר, אנו מדמיינים את השילוב של מתגים גנטיים, חיישנים גנטיים, ביטוי רציף רשתות, והתקנים אחרים לתוך 'יישומון גנטי' - רשת גנטית עצמאית וניתנת לתכנות במלואה לשליטה בתפקוד התא."
