Учените откриват как да контролират човешките гени с електричество
- Наречен „липсваща връзка“, екип от изследователи разработи „електрогенетичен интерфейс“ за контрол на гените.
- Първоначалното усилие използва устройство, захранвано от батерии, за изпращане на електрически токове, които активират отговор в целеви ген
- Изследователският екип вярва, че електрогенетичната интерфейсна система предлага ползи за бъдещи генни или клетъчни терапии.
Електричество може да бъде мощен инструмент, ако го използвате разумно - и екип от изследователи от ETH Zurich изглежда наистина знае как да го използва. Учените твърдят, че са разработили нов революционен модел на нещо, наречено „електрогенетичен интерфейс“, който използва електричество за контрол на гени.
В проучване публикувани в Природата, екипът казва, че изследването предлага „липсващото звено“, което ще позволи създаването на носими устройства, способни да контролират гени— с фокус върху лечението на човешки заболявания чрез генна или клетъчна терапия.
„Вярваме, че тази технология ще позволи на носими електрогенетични устройства да програмират директно метаболитни интервенции“, авторите написа.
„Електронните и биологичните системи функционират по коренно различни начини и до голяма степен са несъвместими поради липсата на функционален комуникационен интерфейс,“ обясни авторите. „Докато биологичните системи са аналогови, програмирани от генетиката, обновяват се бавно от еволюцията и се контролират от йони протичащи през изолирани мембрани, електронните системи са цифрови, програмирани от лесно обновяващ се софтуер и контролирани от електрони, протичащи през изолирани проводници.
Двете се срещат под формата на технология за регулиране с постоянен ток (DART), електрогенетичен интерфейс, който свързва цифровото с аналогов чрез използване на електрически ток за активиране на специфични генни реакции. „Електрогенетичните интерфейси, които биха позволили на електронните устройства да контролират генната експресия, остават липсваща връзка по пътя към пълна съвместимост и оперативна съвместимост на електронния и генетичния свят,” ученето казах.
Работата се основава на проучване от 2020 г публикувани в Наука който показа как се имплантират човешки панкреатични клетки в мишки с тип 1 диабет може да бъде повлиян от електричество. Целите както на устройството от 2020 г., така и на новото бяха да върнат нивата на кръвната захар на мишки до приемливи нива - и те проработиха.
Според да се Заместник, но новият дизайн е сериозно подобрение. Той все още използва електрически стимулиращи акупунктурни игли, за да включи точните гени, участващи в регулирането на дозите на инсулин, но е едновременно по-ефективен и лесен за използване.
Проучването казва, че DART осигурява обратим и регулируем електрогенетичен интерфейс, който работи с лесно достъпни батерии. „Забележително“, те написа, „DART изисква много малко мощност и обща енергия, за да контролира експресията на целевия ген.“
Справянето с диабета послужи като доказателство за концепцията на устройството, но изследователите очакват моделът да бъде просто решение на широк спектър от биофармацевтични предизвикателства. „Ние вярваме“, те казах, „прости електрогенетични интерфейси като DART, които функционално свързват аналогови биологични системи с дигитален електронните устройства имат голямо обещание за разнообразие от бъдещи генни и клетъчни терапии.
Тим Нюкомб е журналист, базиран в тихоокеанския северозапад. Той отразява стадиони, маратонки, екипировка, инфраструктура и други за различни публикации, включително Popular Mechanics. Любимите му интервюта включват срещи с Роджър Федерер в Швейцария, Коби Брайънт в Лос Анджелис и Тинкър Хетфийлд в Портланд.
