Nano-'computerul' bazat pe proteine ​​evoluează în capacitatea de a influența comportamentul celular

26 mai 2023 (Știri Nanowerk) Primul agent de nano-calculare pe bază de proteine ​​care funcționează ca un circuit a fost creat de cercetătorii Penn State. Etapa de hotar îi aduce cu un pas mai aproape de dezvoltarea de terapii celulare de ultimă generație pentru a trata boli precum diabetul și cancerul. Abordările tradiționale de biologie sintetică pentru terapiile pe bază de celule, cum ar fi cele care distrug celulele canceroase sau încurajează regenerarea țesuturilor după leziune, se bazează pe exprimarea sau suprimarea proteinelor care produc o acțiune dorită în interiorul unei celule. Această abordare poate dura timp (pentru ca proteinele să fie exprimate și degradate) și poate costa energie celulară în proces. O echipă de cercetători din Penn State College of Medicine și Huck Institutes of Life Sciences adoptă o abordare diferită. Suntem de inginerie proteine ​​care produc direct o actiune dorita, a spus Nikolay Dokholyan, G. Thomas Passananti profesor si vicepresedinte pentru cercetare in cadrul Departamentului de Farmacologie. „Dispozitivele noastre bazate pe proteine ​​sau agenții de nano-calculare răspund direct la stimuli (intrari) și apoi produc o acțiune dorită (ieșiri).” Într-un studiu publicat în Avansuri de știință (“A noncommutative combinatorial protein logic circuit controls cell orientation in nanoenvironments”), Dokholyan și studentul de doctorat în bioinformatică și genomică Jiaxing Chen descriu abordarea lor pentru crearea agentului lor de nano-calculare. Ei au conceput o proteină țintă prin integrarea a două domenii senzoriale sau zone care răspund la stimuli. În acest caz, proteina țintă răspunde la lumină și la un medicament numit rapamicin ajustând orientarea sau poziția în spațiu. Pentru a le testa designul, echipa a introdus proteina lor proiectată în celulele vii din cultură. Prin expunerea celulelor cultivate la stimuli, ei au folosit echipamente pentru a măsura modificările orientării celulare după ce celulele au fost expuse la stimulii din domeniile senzorilor. Anterior, lor agentul de nano-calculare necesita două intrări pentru a produce o ieșire. Acum, Chen spune că există două ieșiri posibile și ieșirea depinde de ordinea în care sunt primite intrările. Dacă rapamicina este detectată mai întâi, urmată de lumină, celula va adopta un unghi de orientare a celulei, dar dacă stimulii sunt recepționați în ordine inversă, atunci celula adoptă un unghi de orientare diferit. Chen spune că această dovadă experimentală de concept deschide ușa pentru dezvoltarea unor agenți de nano-calcul mai complecși. „Teoretic, cu cât încorporați mai multe intrări într-un agent de nano-calculare, cu atât mai multe rezultate potențiale care ar putea rezulta din diferite combinații”, a spus Chen. „Intrarile potențiale ar putea include stimuli fizici sau chimici, iar rezultatele ar putea include modificări ale comportamentelor celulare, cum ar fi direcția celulelor, migrarea, modificarea expresiei genelor și citotoxicitatea celulelor imune împotriva celulelor canceroase.” Echipa intenționează să-și dezvolte în continuare agenții de nano-calculare și să experimenteze diferite aplicații ale tehnologiei. Dokholyan, cercetător la Penn State Cancer Institute și Penn State Neuroscience Institute, a spus că conceptul lor ar putea constitui într-o zi baza terapiilor celulare de ultimă generație pentru diferite boli, cum ar fi boli autoimune, infecții virale, diabet, leziuni ale nervilor și cancer. .

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63065.php