Программируемые клетки: от апоптоза сегодня до регенерации органов в будущем?

Учёные из Университета Уэстлейк в Китае и Калифорнийского технологического института создали уникальную белковую систему под названием «перцептин». Она способна обрабатывать несколько сигналов внутри живых клеток и принимать решения на их основе. Эта технология объединяет принципы искусственных нейронных сетей и белковой инженерии, фактически представляя биологический аналог базового искусственного интеллекта.

Что такое перцептин?Перцептин — это сеть из синтетических белков, которые классифицируют сигналы и инициируют реакции клетки, например, активацию механизмов выживания или программируемую гибель. Благодаря белковым парам, которые связываются специфическим образом, система может приоритизировать сильнейший сигнал и игнорировать менее значимые.

Как это работает?Для тестирования учёные создали клеточную линию с флуоресцентными маркерами. Эти маркеры помогли визуализировать, как перцептин снижает уровень свечения при активации ключевых белков, что подтвердило точность системы. На практике перцептин подключили к механизму апоптоза — программируемой гибели клеток, — что позволило клеткам умирать в ответ на определённые условия.

Первые примененияСистема уже доказала свою эффективность в рамках клеточной терапии. Например, перцептин может быть использован для программирования клеток, способных уничтожать опухолевые образования или модулировать иммунную систему. Такой подход позволяет создавать высокоиндивидуализированные методы лечения сложных заболеваний.

Куда дальше?Перцептин открывает путь к созданию ещё более сложных биологических систем. Например, клетки в будущем могут быть запрограммированы на регенерацию тканей или даже утерянных органов. Это станет возможным благодаря их способности различать сигналы и управлять процессами роста и восстановления. Технология также демонстрирует потенциал для разработки вычислительных систем из белков, которые могут стать основой для биологического искусственного интеллекта.

Новаторская работа учёных показывает, как синтетическая биология может менять подходы к лечению и пониманию клеточных процессов, а также поднимает планку возможного в биотехнологиях.

Источник: www.science.org

Комментарии: