Наука Ученые из Университета Ноттингем (University of Nottingham) ведут амбициозный проект исследований по разработке биологических клеток в живом организме, которые станут эквивалентом компьютерной операционной системы.
Успех проекта в создании перепрограммируемых клеток может произвести революцию в синтетической биологии и откроет ученым путь для создания совершенно новой и полезной формы жизни, используя относительно беспроблемный подход.
Профессор Наталио Красногор (Natalio Krasnogor) из Университетской школы компьютерной науки, который ведет этот проект, заявил: "Мы хотим создать клеточный эквивалент компьютерной операционной системы таким образом, что заданную группу клеток можно будет легко перепрограммировать для выполнения любой функции без того, чтобы изменять аппаратное устройство. Речь идет об очень амбициозной цели, которая приведет к фундаментальному прорыву. Это, в конечном счете, позволит нам быстро разрабатывать прототип, внедрять и выпускать живые существа, которые являются совершенно новыми, не встречающимися в природе, адаптируя их таким образом, что они будут выполнять новые полезные функции."
Новая технология значительно ускорит исследования и развитие в области синтетической биологии, которую можно будет применить во множестве других областей: от создания новых источников еды и решений проблем окружающей среды до медицинских прорывов, как например, лекарства, предназначенные для индивидуальных пациентов и выращивание новых органов для трансплантации пациентам.
Над проектом называемом На Пути к Биологической Операционной Системе работают специалисты в области компьютера, биологи и химики из Ноттингема, а также академические коллеги из университетов Шотландии, США, Испании и Израиля. В ходе работы ученые хотят пойти дальше системной биологии, которая пытается понять, как работают организмы, создав биологические системы. Они начнут свои исследования с попытки сделать бактерию кишечной палочки легко программируемой.
В настоящее время каждый раз, когда ученым нужна клетка, которая сможет выполнять определенные функции, они воссоздают ее с нуля, что является долгим и трудоемким процессом. Многие люди считают, что все что нужно, чтобы изменить поведение – это изменить ДНК клетки, но все не так просто. Как правило, они получают при этом не то поведение, которое ожидали и начинают заново. Если новый проект окажется успешным, то уже через пять лет, специалисты смогут программировать биологические клетки в компьютере и собирать и сохранять его программу в этих новых клетках, таким образом что они смогут ее выполнять. Таким образом, ученые хотят создать базовую операционную систему для биологических клеток.
Самой большой проблемой, с которой столкнуться ученые, будет разработка новой компьютерной модели, которая сможет более точно предсказать поведение клеток в лаборатории. Уже удалось запрограммировать индивидуальные клетки для выполнения определенных задач, но создание больших организмов – это сложный процесс.
В перспективе, эту технологию будут применять в создании новых микроорганизмов, которые помогут, например, очищать окружающую среду, захватывая углерод из сжигаемого ископаемого топлива или удаляя загрязнения из воды. Также можно будет повышать эффективность лекарств, снижая его побочные эффекты.
