นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีควบคุมยีนของมนุษย์ด้วยไฟฟ้า
- ทีมนักวิจัยได้ขนานนามว่า "การเชื่อมโยงที่ขาดหายไป" ได้พัฒนา "ส่วนต่อประสานทางไฟฟ้า" เพื่อควบคุมยีน
- ความพยายามครั้งแรกใช้อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าที่กระตุ้นการตอบสนองในยีนเป้าหมาย
- ทีมวิจัยเชื่อว่าระบบอินเตอร์เฟสอิเล็กโทรเจเนติกส์มีประโยชน์สำหรับการบำบัดด้วยยีนหรือเซลล์ในอนาคต
ไฟฟ้า สามารถเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังได้หากคุณใช้มันอย่างชาญฉลาด และทีมนักวิจัยจาก ETH Zurich ดูเหมือนจะรู้วิธีใช้มันเป็นอย่างดี นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าพวกเขาได้พัฒนารูปแบบใหม่ที่ปฏิวัติวงการของสิ่งที่เรียกว่า "ส่วนติดต่อทางไฟฟ้า" ซึ่งใช้ไฟฟ้าเพื่อควบคุมยีน
ในการศึกษา ที่ตีพิมพ์ ใน ธรรมชาติทีมงานกล่าวว่าการวิจัยเสนอ "ลิงค์ที่ขาดหายไป" ซึ่งจะช่วยให้สามารถสร้างอุปกรณ์สวมใส่ที่สามารถควบคุมได้ ยีน—โดยมุ่งเน้นที่การรักษาโรคในมนุษย์ผ่านการบำบัดด้วยยีนหรือเซลล์
"เราเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กโทรเจเนติกส์ที่สวมใส่ได้สามารถตั้งโปรแกรมการแทรกแซงการเผาผลาญได้โดยตรง" ผู้เขียน เขียน.
“ระบบอิเล็กทรอนิกส์และชีวภาพทำงานในรูปแบบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และส่วนใหญ่เข้ากันไม่ได้เนื่องจากขาดอินเทอร์เฟซการสื่อสารที่ใช้งานได้”
อธิบาย ผู้เขียน. “ในขณะที่ระบบทางชีววิทยาเป็นแบบอะนาล็อก ตั้งโปรแกรมโดยพันธุกรรม การปรับปรุงอย่างช้าๆ เป็นวิวัฒนาการและควบคุมโดย ไอออน ไหลผ่านเยื่อหุ้มฉนวน ระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นแบบดิจิตอล ตั้งโปรแกรมโดยซอฟต์แวร์ที่อัปเดตได้ง่าย และควบคุมโดยอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านสายฉนวน”ทั้งสองพบกันในรูปแบบของเทคโนโลยีการควบคุมด้วยไฟฟ้ากระแสตรง (DART) ซึ่งเป็นอินเทอร์เฟซแบบอิเล็กโทรเจเนติกส์ที่เชื่อมต่อดิจิตอลกับ อนาล็อก โดยใช้กระแสไฟฟ้ากระตุ้นการตอบสนองของยีนเฉพาะ “ส่วนต่อประสานทางไฟฟ้าที่จะช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถควบคุมการแสดงออกของยีนยังคงเป็น ไม่มีการเชื่อมโยงในเส้นทางสู่ความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์และการทำงานร่วมกันของโลกอิเล็กทรอนิกส์และพันธุกรรม” การเรียน พูดว่า.
งานนี้สร้างขึ้นจากการศึกษาในปี 2020 ที่ตีพิมพ์ ใน ศาสตร์ ที่แสดงให้เห็นวิธีการฝังเซลล์ตับอ่อนของมนุษย์ในหนูประเภทที่ 1 โรคเบาหวาน อาจถูกไฟฟ้าช็อตได้ เป้าหมายของทั้งอุปกรณ์รุ่นปี 2020 และอุปกรณ์รุ่นใหม่คือการทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดของหนูกลับสู่ระดับที่ยอมรับได้—และได้ผล
ตาม ถึง รองอย่างไรก็ตาม การออกแบบใหม่เป็นการอัพเกรดอย่างจริงจัง มันยังคงใช้เข็มฝังเข็มที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้าเพื่อเปิดใช้งานยีนที่เกี่ยวข้องในการควบคุมปริมาณของ อินซูลินแต่ทั้งมีประสิทธิภาพและใช้งานง่ายกว่า
การศึกษาระบุว่า DART มีส่วนต่อประสานทางอิเล็กโตรจีเนติกแบบย้อนกลับและปรับได้ซึ่งทำงานโดยพร้อมใช้งาน แบตเตอรี่. “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง” พวกเขา เขียน, “DART ต้องการพลังงานและพลังงานโดยรวมน้อยมากเพื่อควบคุมการแสดงออกของยีนเป้าหมาย”
การแก้ปัญหาโรคเบาหวานถือเป็นข้อพิสูจน์แนวคิดของอุปกรณ์ แต่นักวิจัยคาดว่าแบบจำลองนี้จะเป็นทางออกที่ตรงไปตรงมาสำหรับความท้าทายด้านชีวเภสัชกรรมที่หลากหลาย “เราเชื่อ” พวกเขา พูดว่า, “อินเทอร์เฟซอิเล็กโทรเจเนติกอย่างง่าย เช่น DART ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างระบบชีวภาพแบบอะนาล็อกกับ ดิจิทัล อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถือเป็นสัญญาที่ดีสำหรับการบำบัดด้วยยีนและเซลล์ในอนาคตที่หลากหลาย”
Tim Newcomb เป็นนักข่าวในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ เขาครอบคลุมสนามกีฬา รองเท้าผ้าใบ อุปกรณ์ โครงสร้างพื้นฐาน และอื่นๆ สำหรับสื่อสิ่งพิมพ์ต่างๆ รวมถึง Popular Mechanics บทสัมภาษณ์ที่เขาโปรดปราน ได้แก่ การพูดคุยกับโรเจอร์ เฟเดอเรอร์ในสวิตเซอร์แลนด์ โคบี ไบรอันท์ในลอสแองเจลิส และทิงเกอร์ แฮตฟิลด์ในพอร์ตแลนด์