Forskare upptäcker hur man kontrollerar mänskliga gener med elektricitet

• Kallas en "felande länk", utvecklade ett team av forskare ett "elektrogent gränssnitt" för att kontrollera gener.
• Den första ansträngningen använder en batteridriven enhet för att skicka elektriska strömmar som aktiverar ett svar i en riktad gen
• Forskargruppen tror att det elektrogenetiska gränssnittssystemet erbjuder fördelar för framtida gen- eller cellterapier.

---

Elektricitet kan vara ett kraftfullt verktyg om du använder det klokt – och ett team av forskare från ETH Zürich verkar verkligen veta hur man använder det. Forskarna hävdar att de har utvecklat en revolutionerande ny modell av något som kallas ett "elektrogent gränssnitt", som använder elektricitet för att kontrollera gener.

I en studie publiceras i Natur, säger teamet att forskningen erbjuder den "saknade länken" som gör det möjligt att skapa bärbara enheter som kan kontrollera gener—med fokus på behandling av mänskliga sjukdomar genom gen- eller cellterapi.

---

---

"Vi tror att den här tekniken kommer att göra det möjligt för bärbara elektrogenetiska enheter att direkt programmera metaboliska interventioner," författarna skrev.

"Elektroniska och biologiska system fungerar på radikalt olika sätt och är till stor del inkompatibla på grund av bristen på ett funktionellt kommunikationsgränssnitt." förklarade författarna. "Medan biologiska system är analoga, programmerade av genetik, uppdateras långsamt evolution och kontrolleras av joner strömmar genom isolerade membran, elektroniska system är digitala, programmerade av lätt uppdateringsbar programvara och styrs av elektroner som strömmar genom isolerade ledningar.”

De två möts i form av likströmsaktiverad reglerteknik (DART), ett elektrogenetiskt gränssnitt som förbinder det digitala med analog genom att använda elektrisk ström för att aktivera specifika gensvar. "Elektrogenetiska gränssnitt som skulle göra det möjligt för elektroniska enheter att kontrollera genuttryck förblir felande länk i vägen till full kompatibilitet och interoperabilitet för de elektroniska och genetiska världarna.” studien sa.

Arbetet bygger på en studie från 2020 publiceras i Vetenskap som visade hur man implanterade mänskliga pankreasceller i möss med typ 1 diabetes kan påverkas av el. Målen för både 2020-enheten och den nya var att återställa möss blodsockernivåer till acceptabla nivåer - och de fungerade.

---

---

Enligt till ViceDen nya designen är dock en seriös uppgradering. Den använder fortfarande elektriskt stimulerande akupunkturnålar för att slå på de exakta generna som är involverade i att reglera doser av insulin, men det är både mer effektivt och enkelt att använda.

Studien säger att DART tillhandahåller ett reversibelt och avstämbart elektrogenetiskt gränssnitt som fungerar med lättillgängligt batterier. "Särskilt," de skrev, "DART kräver mycket lite kraft och total energi för att kontrollera målgenexpression."

Att tackla diabetes fungerade som enhetens proof-of-concept, men forskarna förväntar sig att modellen ska vara en enkel lösning på ett brett spektrum av biofarmaceutiska utmaningar. "Vi tror", de sa, "enkla elektrogenetiska gränssnitt som DART som funktionellt kopplar samman analoga biologiska system med digital elektroniska enheter lovar ett stort antal framtida gen- och cellbaserade terapier."

---