ДНК-компьютеры смогут помочь организму человека сражаться с вирусами - «Наука и технологии»

Если взглянуть поглубже, чем обычно, то можно обнаружить, что человек не очень сильно отличается от компьютера. Все, начиная от кончиков пальцев ног и заканчивая кончиками волос, является результатом выполнения программы, закодированной в виде последовательности ДНК одной, точнее двух изначальных клеток. В течение последних двух десятилетий ученые добились значительных успехов в расшифровке последовательности ДНК и в определении функционального назначения отдельных ее участков. На базе синтетической ДНК были созданы даже своего рода компьютеры, вычисляющие значения квадратных корней и других функций, правда весьма своеобразным способом. А недавно ученым удалось определить последовательности молекулярных инструкций, которые включаются в действие во время борьбы с вирусами и другими видами инфекции, и, вполне вероятно, что на основе таких вычислений, производимых ДНК-компьютерами, будут построены инновационные методы лечения препаратами, создаваемыми самим организмом.

Ключевым моментом того, как заставить работать технологию ДНК-вычислений на благо человека, заключается в изучении особенностей соединения коротких участков молекул друг с другом. "К примеру, вы смешиваете в пробирке набор различных коротких одиночных цепочек молекул ДНК" - рассказывает Маартен Мерккс (Maarten Merkx), ученый-биохимик из Технологического университета Эйндховена, Нидерланды, - "Одиночные цепочки соединяются только с соответствующими им другими цепочками, формируя двойную спираль молекулы. Получившиеся короткие двойные спирали соединяются с другими в определенной последовательности и формируют длинные молекулы, в которых находится заранее заданный генетический код".

Однако, некоторые критически важные комбинации молекул ДНК вырабатываются в организме только в присутствии антител, высокая концентрация которых являются реакцией иммунной системы на появление инфекции. Поэтому, при условии наличия в организме определенных "индикаторных" соединений можно точно зафиксировать начало реакции организма на появление инфекции. И, при помощи специально запрограммированных молекул ДНК, связанных с индикаторами, можно осуществить производство самим организмом лекарственного препарата, направленного на борьбу с инфекцией данного типа, будь то вирусная или какая-нибудь другая инфекция. Более того, производство лекарственного препарата будет "налажено" лишь в районе инфицированной области организма, остальные области не будут затронуты данным процессом, что позволит избежать возникновения отрицательных побочных эффектов.

"Вполне вероятно, что в данном случае ученым придется использовать и другие виды "биологических вычислений", а не только ДНК-компьютеры. Такой подход позволит создавать очень сложные биологические вычислительные системы, способные решать самые разнообразные задачи" - рассказывает Филип Сантанджело (Philip Santangelo), биоинженер из Технологического университета Джорджии, - "Для этих целей можно использовать весь богатый набор белков и ферментов естественного и искусственного происхождения, наличие которых позволит создавать весьма изощренные программы для биологических компьютеров".