333
Програмовані людські клітини
Фахівці синтетичної біології розробили ДНК-моделі, які виконують логічні операції в живій клітині. Ці «генетичні схеми» можуть використовуватися для відстеження важливих моментів життя клітинки, або для зміни долі лише одного руху генетичного перемикача.
Синтетична біологія працює для передачі концепцій з електронної техніки до клітинної біології, отримання генетичних функцій в складі електричної схеми. Для цього дослідники MIT придумали набір простих генетичних модулів, які відповідають за вхідні сигнали, схожі на логічні схеми Boolean, що використовуються в комп'ютерах.
«Ці розробки приведуть нас ближче до створення програмованих клітин прийняття рішень для використання в різних додатках», – розповідає синтетичний біолог James Collins, який не брав участі у дослідженні. Більш ніж десять років тому він придумав генетичний вимикач, який дав початок синтетичної біології. З тих пір, як з'являються багато обчислювальних схем для клітин, в тому числі просту лічильник, розроблену Collins і колегами у 2009 році.
Але щоб зробити це дійсно точну технічну дисципліну, необхідно пересуватися з рішеннями, які дозволять програмування клітин на великому масштабі, говорить синтетичний біолог Тимофій Лу, який був автором останнього дослідження. «Ми бажали продемонструвати, що можна легко відрізнити разом низку простих частин і надати засіб вирішення багатьох логічних функцій», - сказав він.
Кільце логічна схема
Логічні модулі Timothy Lou засновані на плазмідах - кільцевих ланцюжках ДНК, розміщених в клітинах бактеріальної кишки Escherichia coli, тобто Escherichia coli. Дослідники розробили 16 плазмідів, один для кожної двоцифрової логічної функції, доступні в обчисленнях. Кожна сполука включає в себе стимулюючі та обмежені послідовності ДНК, які відповідно починають або припиняють транскрипцію гена. Крім того, вони забезпечують вихідний ген, який зашифрує зелений флуоресцентний білок.
Ключовим елементом системи є використання ферментів рекомбінази, які обрізають і перепланують стимулюючі і обмежувальні послідовності ДНК для активації або відключити їх. Іншими словами, ферменти рекомбінази є вхідними сигналами, які визначають час, коли ген читається з вихідних даних.
Наприклад, електронний логічний елемент Y дає позитивний вихідний сигнал тільки при напрузі наноситься на обидва вхідні сигнали. У генетичному варіанті ген виведення читається тільки при одночасному обмеженнях послідовностей між ним і послідовністю стимулятора нейтралізуються двома вхідними сигналами у вигляді рекомбінази ферментів.
Як Тимофія Примітки, хоча рекомбінази використовуються аналогічно в минулому (наприклад, для запису даних в пам'ять ДНК), поточне дослідження займає крок вперед, використовуючи ДНК в самому процесі обчислення. “Змінна ДНК – це нормативний елемент, а саме стимулююча або обмежена послідовність, що дозволяє контролювати в клітині.” І тільки такий контроль і забезпечує логічні схеми, говорить вчений.
Незалежні дослідники називають штучними модулями цифровий довгостроковий спосіб зберігання інформації в ДНК. Логічна схема може зберігати багато даних, таких як інформація про наявність клітинки в двох різних середовищах.
Система має інші переваги. Зміни є постійними, тому після клітинних штампів можна отримати інформацію з ДНК. Алетеровані плазміди передається не менше 90 поколінь клітин, важливими вершками для біологів, які працюють для отримання ключових інсайтів в історії клітин.
Техніка також може бути корисною в біотехнології. За допомогою таких «сміків» виробники зможуть виростити клітинні культури, в яких основні гени відключаються до активації сигналізацією, наприклад, розпочати виробництво препарату в момент готовності системи. При досягненні ліміту можна зупинити виробництво, коли досягається ліміт.
Джерело: /users/104
Синтетична біологія працює для передачі концепцій з електронної техніки до клітинної біології, отримання генетичних функцій в складі електричної схеми. Для цього дослідники MIT придумали набір простих генетичних модулів, які відповідають за вхідні сигнали, схожі на логічні схеми Boolean, що використовуються в комп'ютерах.
«Ці розробки приведуть нас ближче до створення програмованих клітин прийняття рішень для використання в різних додатках», – розповідає синтетичний біолог James Collins, який не брав участі у дослідженні. Більш ніж десять років тому він придумав генетичний вимикач, який дав початок синтетичної біології. З тих пір, як з'являються багато обчислювальних схем для клітин, в тому числі просту лічильник, розроблену Collins і колегами у 2009 році.
Але щоб зробити це дійсно точну технічну дисципліну, необхідно пересуватися з рішеннями, які дозволять програмування клітин на великому масштабі, говорить синтетичний біолог Тимофій Лу, який був автором останнього дослідження. «Ми бажали продемонструвати, що можна легко відрізнити разом низку простих частин і надати засіб вирішення багатьох логічних функцій», - сказав він.
Кільце логічна схема
Логічні модулі Timothy Lou засновані на плазмідах - кільцевих ланцюжках ДНК, розміщених в клітинах бактеріальної кишки Escherichia coli, тобто Escherichia coli. Дослідники розробили 16 плазмідів, один для кожної двоцифрової логічної функції, доступні в обчисленнях. Кожна сполука включає в себе стимулюючі та обмежені послідовності ДНК, які відповідно починають або припиняють транскрипцію гена. Крім того, вони забезпечують вихідний ген, який зашифрує зелений флуоресцентний білок.
Ключовим елементом системи є використання ферментів рекомбінази, які обрізають і перепланують стимулюючі і обмежувальні послідовності ДНК для активації або відключити їх. Іншими словами, ферменти рекомбінази є вхідними сигналами, які визначають час, коли ген читається з вихідних даних.
Наприклад, електронний логічний елемент Y дає позитивний вихідний сигнал тільки при напрузі наноситься на обидва вхідні сигнали. У генетичному варіанті ген виведення читається тільки при одночасному обмеженнях послідовностей між ним і послідовністю стимулятора нейтралізуються двома вхідними сигналами у вигляді рекомбінази ферментів.
Як Тимофія Примітки, хоча рекомбінази використовуються аналогічно в минулому (наприклад, для запису даних в пам'ять ДНК), поточне дослідження займає крок вперед, використовуючи ДНК в самому процесі обчислення. “Змінна ДНК – це нормативний елемент, а саме стимулююча або обмежена послідовність, що дозволяє контролювати в клітині.” І тільки такий контроль і забезпечує логічні схеми, говорить вчений.
Незалежні дослідники називають штучними модулями цифровий довгостроковий спосіб зберігання інформації в ДНК. Логічна схема може зберігати багато даних, таких як інформація про наявність клітинки в двох різних середовищах.
Система має інші переваги. Зміни є постійними, тому після клітинних штампів можна отримати інформацію з ДНК. Алетеровані плазміди передається не менше 90 поколінь клітин, важливими вершками для біологів, які працюють для отримання ключових інсайтів в історії клітин.
Техніка також може бути корисною в біотехнології. За допомогою таких «сміків» виробники зможуть виростити клітинні культури, в яких основні гени відключаються до активації сигналізацією, наприклад, розпочати виробництво препарату в момент готовності системи. При досягненні ліміту можна зупинити виробництво, коли досягається ліміт.
Джерело: /users/104
