Slovenski znanstveniki odkrili nov način priprave stikal in digitalnega spomina za človeške celice

07.11.2016

Preklopna sikala predstavljajo osnoven način upravljanja in shranjevanja informacij v elektroniki, kot so na primer vsem dobro znani USB spominski ključki.

Preklopna sikala predstavljajo osnoven način upravljanja in shranjevanja informacij v elektroniki, kot so na primer vsem dobro znani USB spominski ključki.


Znanstveniki so že pred desetletjem uspeli vgraditi genska stikala v bakterijske celice, vendar je bilo njihovo število in s tem spominska kapaciteta omejena na nekaj posebnih primerov. Zdaj je raziskovalcem Laboratorija za biotehnologijo s Kemijskega inštituta ter centra odličnosti EN-FIST uspelo pripraviti genska stikala, ki se jih lahko v principu pripravi v tisočih različic, ki bi lahko vzporedno delovale v celicah, kar pomeni, da bi lahko v celice shranili več informacije in bi lažje usmerjali njihovo delovanje. To je zanimivo predvsem za medicinske in biotehnološke namene, na primer za senzorje ali upravljanje celične terapije. Najnovejša objava odkritja v reviji Nature Communications predstavlja nadgradnjo zelo uspešnega projekta slovenske študentske ekipe na tekmovanju iGEM leta 2012. V dokončanju projekta za znanstveno objavo, v kateri je sodelovala večina študentov in mentorjev ekipe, so slovenski raziskovalci pokazali kako lahko s pomočjo tehnologije, ki so jo razvili, pripravijo tudi bolj kompleksna stikala z več kot dvema stanjema. Za ta preskok je bila odločilna uporaba modularnih proteinov, ki jih lahko pripravijo v milijonih različnih variant. Stikalo je bilo potrebno sestaviti iz več povratnih zank, kar je bila kar zahtevna naloga in pomembna novost, ki je botrovala ugledni znanstveni objavi. Pomembno vlogo je pri odkritju je igralo računalniško modeliranje, ki so ga izvedli študenti Fakultete za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani in so ga preverili v laboratoriju z eksperimenti na človeških celicah. Slovenski znanstveniki menijo, da biološki računalniki nikoli ne bodo konkurenca elektronskim kar se tiče hitrosti in spominske kapacitete, zagotovo pa bodo našli uporabo kot vmesniki za upravljanje bioloških sistemov.

Slika: shematska predstavitev konstrukcije genskega stikala na osnovi dveh modularnih proteinov (TALE), katerih genski zapis so znanstveniki vstavili v človeške celice. Eno ali drugo stanje povzroči, da celice proizvajajo model ali rumen fluorescenčni protein.