Naukowcy odkrywają, jak kontrolować ludzkie geny za pomocą elektryczności
- Zespół naukowców, nazwany „brakującym ogniwem”, opracował „interfejs elektrogenetyczny” do kontrolowania genów.
- Początkowy wysiłek wykorzystuje urządzenie zasilane bateryjnie do wysyłania prądu elektrycznego, który aktywuje odpowiedź w docelowym genie
- Zespół badawczy jest przekonany, że system interfejsu elektrogenetycznego oferuje korzyści dla przyszłych terapii genowych lub komórkowych.
Elektryczność może być potężnym narzędziem, jeśli użyjesz go mądrze – a zespół badaczy z ETH Zurich wydaje się naprawdę wiedzieć, jak z niego korzystać. Naukowcy twierdzą, że opracowali nowy, rewolucyjny model czegoś zwanego „interfejsem elektrogenetycznym”, który wykorzystuje energię elektryczną do kontrolowania genów.
W badaniu opublikowany W Naturazespół twierdzi, że badania dostarczają „brakującego ogniwa”, które umożliwi stworzenie urządzeń do noszenia, które będą w stanie kontrolować geny—ze szczególnym uwzględnieniem leczenia chorób ludzkich za pomocą terapii genowej lub komórkowej.
„Wierzymy, że ta technologia umożliwi przenośnym urządzeniom elektrogenetycznym bezpośrednie programowanie interwencji metabolicznych” – autorzy
napisał.„Systemy elektroniczne i biologiczne funkcjonują w radykalnie odmienny sposób i są w dużej mierze niekompatybilne ze względu na brak funkcjonalnego interfejsu komunikacyjnego” wyjaśnione autorzy. „Chociaż systemy biologiczne są analogowe, zaprogramowane przez genetykę, powoli aktualizowane w wyniku ewolucji i kontrolowane przez nią jony przepływające przez izolowane membrany, systemy elektroniczne są cyfrowe, programowane za pomocą łatwego do aktualizacji oprogramowania i kontrolowane przez elektrony przepływające przez izolowane przewody.
Spotykają się one w postaci technologii regulacji uruchamianej prądem stałym (DART), interfejsu elektrogenetycznego, który łączy cyfrę z analog poprzez wykorzystanie prądu elektrycznego do aktywacji określonych odpowiedzi genów. „Interfejsy elektrogenetyczne, które umożliwiłyby urządzeniom elektronicznym kontrolowanie ekspresji genów, pozostają brakujące ogniwo na drodze do pełnej kompatybilności i interoperacyjności świata elektronicznego i genetycznego”, badania powiedział.
Prace opierają się na badaniu z 2020 roku opublikowany W Nauka które pokazały, jak wszczepiono ludzkie komórki trzustki myszom z typem 1 cukrzyca może mieć wpływ prąd elektryczny. Celem zarówno urządzenia z roku 2020, jak i nowego było przywrócenie poziomu glukozy we krwi myszy do akceptowalnego poziomu – i to zadziałało.
Według Do WiceJednakże nowy projekt stanowi poważne ulepszenie. Nadal wykorzystuje elektrycznie stymulujące igły do akupunktury, aby włączyć dokładnie geny zaangażowane w regulację dawek leków. insulina, ale jest zarówno wydajniejszy, jak i łatwy w użyciu.
Z badania wynika, że DART zapewnia odwracalny i przestrajalny interfejs elektrogenetyczny, który działa z łatwo dostępnymi źródłami energii baterie. „Rzeczywiście” – oni napisał„DART wymaga bardzo małej mocy i całkowitej energii, aby kontrolować ekspresję docelowego genu”.
Walka z cukrzycą posłużyła jako dowód słuszności koncepcji urządzenia, ale naukowcy spodziewają się, że model będzie prostym rozwiązaniem szerokiego zakresu wyzwań biofarmaceutycznych. „Wierzymy” – mówią powiedział, „proste interfejsy elektrogenetyczne, takie jak DART, które funkcjonalnie łączą analogowe systemy biologiczne cyfrowy urządzenia elektroniczne są niezwykle obiecujące w kontekście różnorodnych przyszłych terapii genowych i komórkowych”.
Tim Newcomb jest dziennikarzem mieszkającym na północno-zachodnim wybrzeżu Pacyfiku. Zajmuje się stadionami, tenisówkami, sprzętem, infrastrukturą i nie tylko w różnych publikacjach, w tym w Popular Mechanics. Do jego ulubionych wywiadów należą wywiady z Rogerem Federerem w Szwajcarii, Kobe Bryantem w Los Angeles i Tinkerem Hatfieldem w Portland.
