Ученые научили клетки человека выполнять вычисления

Человеческие клетки превратили в подобие биологических микрокомпьютеров. Исследователи создали внутри них искусственные генетические системы, способные обрабатывать информацию и принимать решения. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Технология основана на природном процессе сплайсинга матричной РНК — созревании генетической молекулы, при котором удаляются лишние части и склеиваются нужные. Это позволяет проводить биологические вычисления с меньшим числом промежуточных этапов.

В ходе экспериментов ученые воссоздали в клетках аналоги компьютерных компонентов: трехбитный сумматор для двоичной математики и мультиплексор для выбора сигналов. Система оснащена функцией безопасности: при перегрузке или ошибке клетка подает световой сигнал с помощью флуоресцентных белков.

Разработка нацелена на создание умных терапевтических клеток для медицины. Запрограммированная клетка сможет сканировать организм на множество маркеров заболеваний и активировать лечение только при обнаружении заданной комбинации симптомов. Это позволит уничтожать очаги болезней, например опухоли, без вреда для здоровых тканей.

Авторы уже запрограммировали клетки на выработку иммунного белка интерлейкин-15 для борьбы с раком. Соавтор исследования доктор Лиор Нисим отметил, что их подход открывает путь к созданию продвинутых биологических программ, защищающих организм.