Клетка под контролем: Генетическое командование
Подобную программируемую ДНК-«микросхему» предложили американские генетики. По их словам, она способна «подключаться» к геному клетки и заставлять ее определенным образом реагировать на заранее заданный сигнал. Скажем, человеческая клетка может становиться подверженной действию антивирусного препарата, если она начинает производить определенный белок, характерный для раковой клетки. Или клетка растения при недостаче определенных питательных веществ может включать определенные защитные механизмы. Или стволовая клетка, оказавшись в организме, включать превращение в заранее заданный тип зрелой клетки.
«Сама идея состоит в том, чтобы получить возможность контролировать поведение клетки и ее ответ на появление белка — в принципе, любого заранее заданного белка», — говорит одна из авторов работы Кристина Смолки (Christina Smolke). Чтобы добиться этого, ученым необходимо было найти способ «внедриться» в биохимические регуляторные пути клетки. Именно для этого они синтезировали определенную последовательность ДНК, которая, будучи внесенной в клетку, ее собственными механизмами превращалась в РНК, из которой, в свою очередь, белок начинал вырабатываться лишь в присутствии (или отсутствии) в клетке определенного, заранее заданного учеными другого белка.
К примеру, была создана ДНК-последовательность, несущая ген фермента, делающего клетку чувствительной к антивирусному препарату ганцикловиру. При этом в последовательность был встроен стоп-кодон, блокирующий производство этого фермента из мРНК. Но помимо стоп-кодона последовательность несла РНК-аптамер, фрагмент, избирательно связывающийся с белком бета-катенином, который гиперактивно синтезируется в клетках некоторых опухолей. Когда аптамер связывается с катенином, исходная мРНК подвергается сплайсингу, и из нее вырезается стоп-сигнал — нужный белок начинает производиться, и клетка становится подверженной воздействию ганцикловира. Все это было подтверждено экспериментально: человеческая клетка, в обычном состоянии невосприимчивая к этому противовирусному средству, погибала, если в нее была введена эта искусственная последовательность и стимулировано «перепроизводство» катенина.
Теоретически, этот подход не имеет особенных ограничений: исходная последовательность может нести любой ген; аптамер может связываться с любым белком, а «настроив» эту схему, можно добиться, чтобы она начинала работать не только в присутствии, но и в отсутствии сигнального белка. Включив в нее несколько аптамеров, можно заставлять ее срабатывать на ту или иную сложную комбинацию белков. Словом, удивительно гибкий и многообещающий метод.
Читайте и о другом удивительном достижении генной инженерии — бактериях, которые вырабатывают дизельное топливо, поглощая из атмосферы излишки углекислого газа — «Топливная ферма».
По сообщению Nature News