细胞像计算机一样编程以对抗疾病

在生命科学学院的Alfonso Jaramillo教授的带领下,一项新的研究发现,人类,植物和动物大量生产的常见分子 - 核糖核酸(RNA)可以通过遗传工程设计,以便科学家能够对其进行编程。细胞的行为。

除了对抗人类的疾病和伤害外,科学家还可以利用这种技术控制植物细胞,扭转环境和农业问题,使植物更能抵御疾病和害虫。

RNA在细胞中携带蛋白质和DNA之间的信息,Jaramillo教授已经证明,这些分子可以生成并组织成量身定制的命令序列 - 类似于计算机软件的代码 - 将特定指令输入细胞,编程为做我们想要的。

Jaramillo教授认为,就像经典的图灵计算机系统一样,细胞能够处理和响应输入主系统的指令和代码。

与在计算机上运行的软件或移动设备上的应用程序类似,可以创建许多不同的RNA序列,使细胞具有“虚拟机”,能够解释通用的RNA语言,并执行特定的操作来解决不同的疾病或问题。

这将允许一种新型的个性化和有效的医疗保健,允许我们将一系列动作“下载”到细胞中,指导它们执行RNA中编码的复杂决策。

研究人员通过首先在计算机上模拟所有可能的RNA序列相互作用,然后构建编码最佳RNA设计的DNA,在实验室中对细菌细胞进行验证,从而完成了他们的发明。

在诱导细菌细胞产生基因工程RNA序列后,研究人员观察到他们根据RNA程序改变了细胞的基因表达 - 证明细胞可以用预定义的RNA命令进行编程,方式如下:一台电脑的微处理器。

华威综合生物学中心的Alfonso Jaramillo教授评论道:

“RNA分子以可预测的方式与其他构象相互作用的能力使我们能够设计分子开关网络,这些分子开关可用于处理RNA编码的任意顺序。

“在过去一年中,我的团队一直在开发方法,使RNA能够感知环境,进行算术计算并控制基因表达,而不依赖于蛋白质,这使得该系统在所有生命王国中都具有普遍性。

“细胞可以读取RNA'软件'来执行编码任务,这可能使细胞检测到异常状态,感染或触发发育程序。”