Bi‑Fi - biologiczny Internet. Komórki przekażą informację genetyczną na odległość

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali innowacyjny mechanizm, pozwalający przesyłać informacje między komórkami za pomocą wirusów. Zdaniem twórców Bi-Fi możliwości, jakie daje ta technologia, są tak ogromne, że przy obecnym poziomie wiedzy trudno je sobie wyobrazić.

Komórki potrafią komunikować się między sobą, jednak sposób, w jaki to robią, narzuca bardzo wiele ograniczeń. Jest to związane z niedoskonałością nośnika informacji, którym może być jakiś związek chemiczny. Jako przykład jeden z odkrywców nowej metody, dr Drew Endy, podał komunikację opartą na związku cukru, dzięki której można przekazać zaledwie trzy informacje: „mniej cukru”, „więcej cukru” i „brak cukru”.

Badacze z Uniwersytetu Stanforda - doktorantka Monica Ortiz i dr Drew Endy - zerwali z tym ograniczeniem. Postanowili oddzielić informację od nośnika i przekazywać polecenia do komórek w zupełnie inny sposób - za pomocą łagodnego wirusa o nazwie M13 i dokonywanych przez niego infekcji.

Odpowiednio spreparowany wirus dzięki informacjom zapisanym w transportowanym DNA może szybko infekować komórki i przekazywać im w ten sposób złożone instrukcje, np. nakazujące wzrost, zbliżenie się lub rozproszenie albo produkcję określonej substancji.

Co istotne, już na obecnym, wczesnym etapie badań wirus może transportować informację zapisaną w 40 tys. par zasad. Jak wynika z komunikatu Uniwersytetu Stanforda, dotychczasowy horyzont zainteresowań bioinżynierów ograniczał się do setek, a w najlepszym razie do kilku tysięcy zasad. Nowa metoda oznacza zatem skokowy wzrost możliwości.

Co to odkrycie oznacza w praktyce? Monica Ortiz i dr Drew Endy porównują swój wynalazek do biologicznego Internetu i podkreślają, że na obecnym etapie badań przypomina globalną Sieć z lat 70. Trwają prace nad dopracowaniem samej technologii, jednak nie sposób przewidzieć jej wszystkich przyszłych zastosowań.

Co istotne, Bi-Fi umożliwia – po raz pierwszy w dziejach – nie tylko szybkie przekazywanie informacji między pojedynczymi komórkami, ale też szybkie dostarczanie skomplikowanych instrukcji, pozwalających na kontrolowanie całych populacji komórek.

Dzięki temu już niebawem będzie można w łatwy sposób sterować np. bakteriami wykorzystywanymi na przemysłową skalę do produkcji paliw lub lekarstw. Zdaniem Moniki Ortiz to dopiero początek możliwości, jakie daje nowa metoda. W przyszłości w ten sposób będzie można kierować np. komórkami tworzącymi jakąś tkankę lub cały żywy organizm.

Źródło: Gizmag • Biotechnologia • Stanford University