Химики используют "язык" химических уравнений вековой давности для описания протекания реакций между веществами. Команда исследователей из Вашингтонского университета (University of Washington) разработала на основе этих данных химический язык программирования.
Инженеры прописали инструкции в ДНК и использовали их для управления специально созданными молекулами, которые должны были прореагировать в лабораторной пробирке.
"Мы исходим из абстрактных и математических описаний химической системы, а затем используем ДНК для создания молекул, которые направляют реакции в нужное русло", – комментирует автор исследования Георг Зилиг (Georg Seelig), профессор электроники, компьютерных наук и инженерии. – Хотелось бы в конце концов использовать эту технологию для создания химических "программ" общего назначения".
В настоящее время, когда биолог или химик создаёт молекулы нужного типа, технологический процесс часто бывает очень сложным, долгосрочным и его почти невозможно повторить для создания других подобных систем. Инженеры из университета Вашингтона постарались создать универсальную систему, которая даст учёным больше возможностей. Зилиг уподобляет этот новый подход языкам программирования, которые моделируют задачу для компьютера.
"Я думаю, наша разработка станет привлекательной для научного сообщества, поскольку позволит решать сразу несколько проблем, – говорит профессор. – Если вы хотите добиться от компьютера выполнения какой-то новой задачи, вы просто перепрограммируете его. Примерно то же самое мы хотим делать с химическими процессами: указывать соединениям, что именно делать".
Люди и другие организмы – это сложные системы, которые самостоятельно регулируют процессы (в том числе химические реакции) внутри себя. Сегодня учёные ищут способ разработать синтетические системы, которые смогут вести себя подобно биологическим. Исследователи надеются, что синтетические молекулы будут поддерживать естественные функции организма. Именно для этого и нужна система, создающая синтетические молекулы ДНК, изменяющиеся в зависимости от заданных функций.
Инновации американских учёных пока не готовы к практическому применению в медицинской сфере. Но в перспективе можно будет создавать молекулы, способные самостоятельно собираться внутри клеток и служить, к примеру, детекторами начинающихся заболеваний. Биоинженерные молекулы смогут внедряться в клетки, а затем обнаруживать аномалии и даже доставлять лекарства непосредственно в нужные клетки.
Результаты исследования учёных из США опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
Также по теме:
Учёные работают над созданием синтетических дрожжей
Искусственная ДНК изменит мир
Верховный суд США запретил патентование естественной ДНК
Впервые получено реальное изображение ДНК
Учёные открыли удивительные огнеупорные свойства ДНК
