Памятливые дрожжи: Гены как элементы памяти
Работа Памелы Сильвер (Pamela Silver) и ее коллег представляет один из ярких опытов в области синтетической биологии. Ученые давно пробуют конструировать живые системы, создавая для них уникальный генетический код, а эксперименты с клетками позволяют проверить, как работает то или иное «нововведение».
Памела Сильвер и ее группа сконструировали два новых гена и встроили их в геном дрожжевой клетки. Первый ген активировался, когда в окружающей среде появлялся сахар галактоза. «Проснувшись», этот ген запускал синтез белка, который, в свою очередь, давал команду «старт» второму искусственному гену. А тот был спроектирован таким образом, что снова запускал синтез того же самого белка, который его активировал. Так получилась замкнутая петля обратной связи, при этом никак не влиявшая на нормальное функционирование клетки.
Пока клетка «не пробовала» галактозу, она жила как обычно. Но стоило лишь добавить сахар в раствор, как генетическая «петля памяти» активировалась, и клетка начинала постоянно вырабатывать специфический фактор транскрипции (что было видно по свечению флуоресцентного красителя). Свечение продолжалось даже после того, как клетку перестали «кормить» сахаром.
Авторы этой искусственной биологической системы подчеркивают, что ее принцип может пригодиться для создания искусственных организмов, способных индицировать уровень загрязнения окружающей среды. Даже кратковременное наличие загрязнителя не пройдет незамеченным, поскольку будет записано в клеточной памяти. Аналогичный принцип придется кстати и при разработке новых методов ранней диагностики рака: клетки можно запрограммировать на индикацию определенных повреждений ДНК. Кроме того, исследователи намерены разработать биологический клеточный имплантат, который будет суммировать и хранить данные о повреждении клеток тела под действием ультрафиолетового облучения.
Синтетическая биология — вообще крайне интересная область науки. И с ее помощью граница, за которой человек выступает в роли Создателя, уже преодолена: искусственная жизнь создана. Правда, это «полусинтетическая полужизнь». Читайте об этом в статье «Новые творцы».