Stvoren prvi programski jezik za žive ćelije — Kompajliranjem do promene DNK

Svakoga dana sve smo bliži ostvarenju predikcije futurologa Hosea Kordeire koji je rekao:

Nobelove nagrade za medicinu u budućnosti biće dodeljivane računarskim naučnicima, a ne lekarima.

Naučnici na MITu uspešno su kreirali prvi programski jezik za upravljanje živim ćelijama — zažmurite na par sekundi da se slegne ono što ste pročitali, jer je ovo ogromna stvar za bioinženjering.

https://thebookfinch.files.wordpress.com/2016/03/what-did-you-say-gif.gif?w=640

Koristeći tekstualni jezik, uspeli su da dizajniraju kompleksna strujna kola sa ukodiranom DNK, kojom ćelijama dodeljuju nove funkcije. Ovako svako ko poznaje jezik može kreirati funkciju po želji, a time navesti ćeliju da detektuje određene uslove u svom okruženju ili odgovori na njih.

Tehnologija će se u budućnosti koristiti za dizajniranje bakterijskih ćelija koje mogu da otpuštaju lek za rak kada detektuju tumor ili programiranje kvasca da obustavi fermentaciju kada počne da proizvodi previše toksičnih nusprodukata.

Još neke ideje odnose se na tretiranje netolerantnosti na laktozu, gde bi se određene bakterije gutanjem unosile u organizam i pomogle pri varenju ili obogaćivanjem biljke bakterijom koja bi proizvodila insekticid kada oseti da je biljka pod napadom.

Profesor Kristofer Voigt sa MITa je u objavi na njihovom sajtu rekao da je ovo “bukvalno programski jezik za bakterije”.

Koristimo taj tekst, kompajliramo ga i pretvorimo u sekvencu DNK koju možemo da ubacimo u ćeliju, a strujno kolo funkcioniše unutar nje.

Predznanje? Nepotrebno.

Iako proizvodnja samog strujnog kola zahteva izuzetno poznavanje bioinženjeringa, sami krajnji korisnici ne moraju imati prethodno znanje iz genetskog inženjeringa. Profesor Voigt je povodom toga rekao:

Možete biti potpuno naivni o tome kako ovo radi. To ga razlikuje od svega ostalog.

Čak i da ste student u srednjoj školi, možete pristupiti web serveru i ukucati program koji želite, a on će za uzvrat ispljunuti sekvencu DNK.

Jezik je zanovan na Verilogu, jednom od prvih savremenih hardverskih jezika iz ranih 80-ih. Primena na ćeliji je bila izazovna i zahtevala je određene modifikacije.

Istraživači su uneli logička kola i senzore koji se mogu ukodirati u ćelijsku DNK. Senzori detektuju određena jedinjenja ili spoljne uslove, poput kiseonika, glukoze ili svetlosti. Najveći izazov je, prema rečima Voigta, bilo dizajnirati logička kola tako da ne ometaju jedni druge unutar ćelije.

Stručnjaci su programirali 60 kola različitih funkcija — neke za merenje uslova okruženja, druge za rangiranje različitih inputa na osnovu prioritetnosti, a potom pružanja odgovora u skladu sa tim — čak 45 je radilo iz prve. Jedno od kola je najveće biološko strujno kolo ikada izgrađeno, sa sedam logičkih kola i oko 12000 baznih parova DNK.