Operációs rendszerek sejtek átprogramozására

Illusztráció: dreamstime

A cél a számítógépes operációs rendszerek sejtszintű megfelelőjének a létrehozása, hogy egy adott sejtcsoport a szerkezetének megváltoztatása nélkül bármely funkcióra átprogramozható legyen,” – mondja Natalio Krasnogor, az egyetem számítástechnikai karának professzora, az interdiszciplináris számítástechnikai kutatócsoport vezetője. „Ez az ambiciózus cél olyan áttörés lehet, amelynek eredményeként egy nap képesek leszünk rövid idő alatt előállítani a természetben nem létező, új és hasznos feladatokat ellátó élőlényeket.”

A projekthez a brit Műszaki és Fizikai Tudományos Kutatói Tanács (EPSRC) egymillió fontot (364 millió Ft) meghaladó ösztöndíját elnyert Krasnogor professzor az egyetemen dolgozó számítástechnikusok, biológusok és vegyészek mellett skót, amerikai, spanyol és izraeli egyetemek munkatársait is bevonta a munkába.

A Biológiai Sejtoperációs Rendszer Felé című projekt megpróbál túllépni a rendszerszintű biológián – azaz az élőlények működése megismerésének tudományán –, hogy új biológiai rendszerek létrehozását tegye lehetővé. Első lépésként E .coli baktériumokat próbálnak könnyebben programozhatóvá tenni. 

„Ha ma egy adott új funkciót ellátó sejtre van szükségünk, mindent az alapoktól kezdve kell létrehoznunk, ami igen nagy munka. Sokan azt hiszik, hogy a viselkedés módosításához elég a DNS-t változtatni, ám ez nem ilyen egyszerű. Többnyire nem a kívánt viselkedést kapjuk, és kezdhetünk mindent elölről. Ha a projekt sikeres lesz, öt év múlva már számítógépen készíthetjük el a baktériumsejtek programját, és egyszerűen áttölthetjük az új sejtekbe. Lényegében operációs rendszert próbálunk készíteni az élő sejt számára.”

A kutatók egyik legnehezebb feladata a sejtek viselkedését pontosan előre jelző számítógépes modellek készítése. Egyes sejtek már ma is beprogramozhatók bizonyos feladatokra, ám nagyobb élőlények esetében ez sokkal bonyolultabb.

A jobb számítógépes modellekkel és egy olyan sejttel, amely bármilyen funkcióra beprogramozható, nagyrészt ki lehetne küszöbölni, a szintetikus biológia gyorsabb fejlődését ma még akadályozó, próba-szerencse alapú módszert.

Az új technológiát sokfelé alkalmazhatnák, ahol hasznos lehet az élőlények viselkedésének módosítása, az új táplálékforrások létrehozásától kezdve a környezetvédelmi megoldásokon át (pl. széndioxidot megkötő vagy vizet tisztító új mikroorganizmusok kifejlesztése), egészen a különféle orvosi célokig, mint a személyre szabott, hatékonyabb gyógyszerek vagy szövetazonos beültethető szervek előállítása. 

Forrás: sciencedaily