26年2023月XNUMX日（
Nanowerkニュース) 回路として機能する最初のタンパク質ベースのナノコンピューティング エージェントが、ペンシルベニア州立大学の研究者によって作成されました。このマイルストーンにより、糖尿病やがんなどの疾患を治療するための次世代の細胞ベースの治療法の開発に一歩近づいた。がん細胞を破壊したり損傷後の組織再生を促進したりする細胞ベースの治療法に対する従来の合成生物学的アプローチは、細胞内で望ましい作用を生み出すタンパク質の発現または抑制に依存しています。このアプローチでは（タンパク質の発現と分解に）時間がかかり、その過程で細胞エネルギーが消費される可能性があります。ペンシルベニア州立医科大学とハック生命科学研究所の研究者チームは、別のアプローチをとっている。 「私たちは、望ましい作用を直接生み出すタンパク質を設計しています」と、G.トーマス・パッサナンティ教授で薬学部研究副部長のニコライ・ドホリャン氏は語った。 「当社のタンパク質ベースのデバイスまたはナノコンピューティング エージェントは、刺激 (入力) に直接応答し、望ましいアクション (出力) を生成します。」で発表された研究では、
科学の進歩 (
「非可換の組み合わせタンパク質論理回路がナノ環境における細胞の配向を制御する」）、Dokholyan 氏と生物情報学およびゲノミクス博士課程の学生 Jiaxing Chen 氏は、ナノコンピューティング エージェントを作成するアプローチについて説明しています。彼らは、2つのセンサードメイン、つまり刺激に反応する領域を統合することによって標的タンパク質を操作した。この場合、標的タンパク質は、その方向、つまり空間内の位置を調整することによって、光とラパマイシンと呼ばれる薬剤に反応します。設計をテストするために、チームは培養中の生細胞に人工タンパク質を導入しました。研究者らは、培養細胞を刺激にさらすことで、細胞がセンサードメインの刺激にさらされた後の細胞の向きの変化を測定する装置を使用した。以前は、彼らの
ナノコンピューティング エージェントは 1 つの出力を生成するために 2 つの入力を必要としました。さて、Chen 氏は、可能な出力は 2 つあり、出力は入力がどの順序で受信されるかによって決まると述べています。ラパマイシンが最初に検出され、次に光が検出された場合、細胞はある角度の細胞配向を採用しますが、刺激が逆の順序で受信された場合、細胞は異なる配向角度を採用します。チェン氏は、この実験的な概念実証により、より複雑なナノコンピューティング エージェントの開発への扉が開かれると述べています。 「理論的には、ナノコンピューティング エージェントに埋め込む入力が増えるほど、さまざまな組み合わせから得られる可能性のある結果も多くなります」とチェン氏は述べています。 「潜在的な入力には物理的または化学的刺激が含まれる可能性があり、出力には細胞の方向性、移動、遺伝子発現の変更、がん細胞に対する免疫細胞の細胞毒性などの細胞の挙動の変化が含まれる可能性があります。」チームは、ナノコンピューティング エージェントをさらに開発し、テクノロジーのさまざまなアプリケーションを実験する予定です。ペンシルバニア州立がん研究所とペンシルベニア州立神経科学研究所の研究者ドホリアン氏は、彼らのコンセプトはいつか自己免疫疾患、ウイルス感染症、糖尿病、神経損傷、がんなどのさまざまな疾患に対する次世代の細胞ベースの治療法の基礎を形成する可能性があると述べた。 。
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- 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63065.php
