Нано-«компьютер» на основе белков эволюционирует в способности влиять на поведение клеток

26 мая 2023 г. (Новости Наноуэрк) Первый нанокомпьютерный агент на основе белка, функционирующий как схема, был создан исследователями штата Пенсильвания. Эта веха делает их на шаг ближе к разработке клеточной терапии следующего поколения для лечения таких заболеваний, как диабет и рак. Традиционные подходы синтетической биологии к клеточной терапии, например, разрушающей раковые клетки или стимулирующей регенерацию тканей после повреждения, основаны на экспрессии или подавлении белков, которые производят желаемое действие внутри клетки. Этот подход может занять время (чтобы белки экспрессировались и разлагались) и при этом требует затрат клеточной энергии. Команда исследователей из Медицинского колледжа штата Пенсильвания и Института наук о жизни Хака придерживается другого подхода. «Мы создаем белки, которые непосредственно производят желаемое действие», — сказал Николай Дохолян, профессор Дж. Томаса Пассананти и заместитель заведующего отделом исследований кафедры фармакологии. «Наши белковые устройства или нанокомпьютерные агенты напрямую реагируют на стимулы (входные данные), а затем производят желаемое действие (выходные данные)». В исследовании, опубликованном в Наука развивается («Некоммутативная комбинаторная белковая логическая схема контролирует ориентацию клеток в наноокружении»), Дохолян и аспирант биоинформатики и геномики Цзясин Чен описывают свой подход к созданию нанокомпьютерного агента. Они разработали целевой белок, объединив два сенсорных домена или области, которые реагируют на стимулы. В этом случае целевой белок реагирует на свет и препарат под названием рапамицин, изменяя свою ориентацию или положение в пространстве. Чтобы проверить свой дизайн, команда ввела сконструированный белок в живые клетки в культуре. Подвергая культивируемые клетки воздействию стимулов, они использовали оборудование для измерения изменений в ориентации клеток после того, как клетки подверглись воздействию стимулов сенсорных доменов. Раньше их нанокомпьютерному агенту требовалось два входа для получения одного результата. Теперь, говорит Чен, есть два возможных вывода, и результат зависит от того, в каком порядке получены входные данные. Если первым обнаруживается рапамицин, а затем свет, клетка примет один угол ориентации клетки, но если стимулы получены в обратном порядке, то клетка принимает другой угол ориентации. Чен говорит, что эта экспериментальная проверка концепции открывает двери для разработки более сложных нанокомпьютерных агентов. «Теоретически, чем больше входных данных вы встраиваете в нанокомпьютерный агент, тем больше потенциальных результатов могут возникнуть в результате различных комбинаций», — сказал Чен. «Потенциальные входные данные могут включать физические или химические стимулы, а выходные данные могут включать изменения в клеточном поведении, такие как направление клеток, миграция, модификация экспрессии генов и цитотоксичность иммунных клеток против раковых клеток». Команда планирует и дальше развивать свои нанокомпьютерные агенты и экспериментировать с различными приложениями этой технологии. Дохолян, исследователь из Института рака штата Пенсильвания и Института нейронаук штата Пенсильвания, сказал, что их концепция может когда-нибудь лечь в основу клеточной терапии следующего поколения для различных заболеваний, таких как аутоиммунные заболевания, вирусные инфекции, диабет, повреждения нервов и рак. .

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• ПлатонАйСтрим. Анализ данных Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Чеканка будущего с Эдриенн Эшли. Доступ здесь.
• Покупайте и продавайте акции компаний PREIPO® с помощью PREIPO®. Доступ здесь.
• Источник: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63065.php