Биологи научились программировать ГМО-бактерии

Биологи научились программировать ГМО-бактерии

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали язык ДНК-программирования, который позволит человеку без углубленных знаний биологии создавать бактерии с желаемыми свойствами. Статья с результатами работы опубликована в ведущем научном журнале Science.

Целью ученых было создание удобного инструмента для строительства биологического аналога логических схем внутри живой клетки. Каждая такая схема, которая состоит из ДНК-компонентов, может быть помещена в бактерии, чтобы наделить их способностью правильно реагировать на определенные условия окружающей среды.

Сначала пользователь, как и в других языках программирования, должен написать текстовый код, который затем компилируется, то есть переводится на язык нуклеиновых кислот. Текст описывает логические компоненты, которые необходимы для выполнения требуемой функции, а компилятор подбирает соответствующие молекулы ДНК. По словам ученых, такой подход позволит спроектировать бактериальные клетки, способные производить лекарства от рака, а также дрожжи, которые останавливают процесс брожения, если накопилось слишком много токсичных продуктов.

За последние десятилетия биологи и инженеры разработали множество генетических устройств: датчики, носители памяти, биологические часы и многие другие. Все они могут быть объединены в различные схемы, позволяющие усовершенствовать функции внутри клеток или даже добавлять новые. Разработанный учеными язык ДНК-программирования позволяет создавать такие схемы человеку даже без специального образования.

В основе языка лежит Verilog — среда для программирования компьютерных микросхем. Чтобы получить ее версию для клеток, инженеры создали вычислительные элементы и биологические сенсоры, которые возможно закодировать в виде ДНК. Сенсоры могут быть чувствительными к различным веществам вроде кислорода или глюкозы, а также к свету, температуре или кислотности среды.

Ученым удалось создать 60 схем с различными функциями, при этом 45 из них правильно работали уже при первых испытаниях. Одна из схем представляет собой крупнейшую из искусственных биологических цепей, которая включает в себя 12 тысяч спаренных оснований ДНК.

Исследователи планируют усовершенствовать язык, чтобы получить бактерии, которые могли бы помочь человеку переваривать лактозу, жить в корнях растений и производить инсектициды, если на растения нападают вредители, и многие другие полезные организмы.

В прошлом году американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов впервые одобрило употребление в пищу генетически модифицированного лосося. Также рассматривается возможность одобрения продажи комаров, которые не способны быть переносчиками опасных тропических болезней.

Newsland.ru

Похожие новости:
Биологи создали "идеальный" микроб с простейшим набором генов
Биологи создали микроб Syn 3.0, ДНК которого включает в себя всего 473 гена, при этом предназначение 149 из них на данный момент неизвестно. Для сравнения, которое приводит ZN,ua, человеческий геном включает в себя 20-25 тысяч генов, а микроб Mycoplasma genitalium содержит всего ..
2016-03-28 1057 0 Технология
0
Биологи нашли способ получения овощей-гигантов
Генетики нашли способ, при помощи которого можно создавать овощи гигантских размеров. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Genetics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News. Биологи изучили два мутантных штамма томатов, плоды ..
2015-05-26 1177 0 Технология
0
Биологи создали неуязвимую бактерию
Американские ученые полностью переписали генетический код кишечной палочки Escherichia coli, внеся в ее геном более 62 тысяч изменений. Полученный микроорганизм будет полностью устойчив ко всем известным вирусам, не сможет обмениваться генами с другими бактериями и будет синтезировать ранее ..
2016-08-20 6286 0 Технология
0
Производящие пищу для космонавтов бактерии испытают на орбите
Ученые планируют испытать на околоземной орбите генно-модифицированные бактерии, вырабатывающие сахар — в качестве автономного источника питания для будущих космических полетов. Об этом сообщает New Scientist.Микроорганизмы отправят в полет на немецком спутнике Eu: CROPIS в 2017 году, чтобы проверить, насколько хорошо ..
2015-11-30 3367 0 Технология
0
Биологи научились редактировать геном взрослых рыб
Биологи разработали метод внесения изменений в геном модельных животных на поздних стадиях развития. Работа опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание приводит NatureNews. Ученые работали с одним из самых популярных модельных организмов - пресноводной рыбкой данио-рерио (Danio rerio). ..
2012-09-25 855 0 Технология
0
Ученые из США создали универсальный антибиотик
Огромное количество антибиотиков, существующих в мире сегодня, обладают одним общим недостатком - бактерии к ним со временем приспосабливаются. Но теперь, похоже, группе исследователей из Северо-восточного университета Бостона в США во главе с профессором Кимом Льюисом, эту проблему удалось решить, разработав универсальный антибиотик, ..
2013-11-14 1231 0 Технология
0
Биологи подчинили мышей своей воле
Исследователи из университета Вашингтона (Washington University) и университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign) создали крошечные светодиоды, которые подсветили отдельные нейроны мышиного мозга. Таким образом учёные смогли активировать клетки, отвечающие за выработку гормона удовольствия ..
2013-04-15 754 0 Технология
0
Ученые научились изучать бактерии по ДНК из единственной клетки
Группа биологов из Австралии, Германии, Канады и США поставила на поток выделение ДНК и прочтение генома из всего одной бактериальной клетки. Новый метод позволил ученым проанализировать 201 вид бактерий, каждый из которых никогда не удавалось культивировать в лаборатории. Статья ученых, опубликована в журнале ..
2013-07-15 871 0 Технология
0
Биологи изобрели субклеточное секвенирование РНК
Биологи под руководством известного генетика Джорджа Черча создали метод секвенирования РНК in situ, который позволяет составить карту экспрессии тысяч генов в масштабах от субклеточного уровня до целого мозга или эмбриона. Описание метода опубликовано в Science, кратко о нем можно посмотреть ..
2014-03-04 922 0 Технология
0
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры, способные обрабатывать информацию и хранить ее в своем генетическом коде. Они реагируют на входящие из окружающей среды сигналы и выполняют определенные действия, например, вырабатывают белок определенного вида. По сути, новая сложная бактерия является примитивным ..
2013-03-8 1262 0 Технология
0
Бактерии научатся обнаруживать и уничтожать вирусы
Группа сингапурских ученых накануне создала систему программирования микроорганизмов на обнаружение и истребление болезнетворных бактерий. В публикации, размещенной в печатном издании ACS Synthetic Biology, сообщается о том, что биоинженерная технология, которая была с успехом испытана на грызунах, может применяться и для человека. Большинство ..
2013-09-16 965 0 Технология
0
Бактерии превращают сахар в авиационное топливо
Давно забытый бродильный процесс, когда-то применявшийся для преобразования крахмала во взрывчатку, может получить второе рождение. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что его можно применять для создания возобновляемого дизельного топлива, используемого транспортными средствами. Этот процесс бактериальной ферментации ..
2012-11-16 1426 0 Технология
0
Созданы антибактериальные зубные импланты
Ученые разработали уникальный материал, уничтожающий до 99% бактерий в ротовой полости. Современная медицина позволяет заменить человеку какие-либо фрагменты тела. Всё это делается с помощью 3D-принтера. Специалисты из нидерландского Университета Гронингена напечатали особые зубные имплантаты, обладающие антибактериальными свойствами. Человек, ..
2015-11-03 1188 0 Технология
1
Трещины в бетоне заделают умные бактерии
Несмотря на высокие характеристики по прочности, при длительной эксплуатации, и особенно в неблагоприятных условиях (например, под воздействием влаги), бетон также подвержен разрушению, как и другие строительные материалы, пишет defconc.ru. Для того, чтобы увеличить его долговечность, ученые из британского университета Бата работают ..
2013-06-19 2239 2 Технология
0
В США научились выращивать репродуктивные органы
Американские ученые из Института регенеративной медицины научились выращивать искусственные пенисы. Они долгое время проводили опыты над кроликами, а теперь готовы поэкспериментировать с людьми, которые пережили операции, получили травму или родились с физическими недостатками, передает The Guardian. Ученые планируют провести ..
2014-10-06 1687 0 Технология
2