Однажды в будущем вместо того, чтобы пить таблетки для лечения своих недугов, человеку надо будет проглотить искусственную форму жизни – такую, которая сможет самостоятельно работать внутри вашего тела, анализируя или устраняя болезни.
Звучит как что-то из научно-фантастического фильма, но группа специалистов из Университета Южной Дании и Университета штата Кент в США подробно описала, как специально разработанные гибридные молекулы ДНК и белка могут стать основой для таких искусственных форм жизни.
Идея заключается в том, что крошечные биороботы могут быть закодированы для решения конкретных задач в области здравоохранения, будь то доставка определенных видов лекарств или стимулирование определенных клеток иммунной системы организма.
“В природе у большинства организмов есть естественные враги, но у некоторых их нет”, – говорит биотехнолог Ченгуан Лу (Chenguang Lou) из Университета Южной Дании.
“Например, у некоторых вирусов, вызывающих заболевания, нет естественных врагов. Логичным шагом было бы создание искусственной формы жизни, которая могла бы стать их врагом”.
Исследователи предполагают создать искусственных союзников человека в виде сконструированных вирусов, бактерий и клеток.
До создания таких рукотворных форм жизни еще далеко, но ранее исследователи уже разработали так называемый конъюгат пептид-ДНК – молекулу, сочетающую в себе ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) и пептиды (цепочки аминокислот, используемые для формирования белков).
ДНК обеспечивает точный контроль над тем, как закодирована молекула, но ограничена в плане реакций, которые она может осуществлять, в то время как пептиды (с 20 возможными комбинациями аминокислот) обеспечивают универсальность в манипулировании химическим окружением.
По мнению исследователей, помимо использования гибридных биомолекул для создания искусственных форм жизни, ученые могли бы применять их в качестве основы для вирусных вакцин, что позволило бы создать индивидуальный способ борьбы с инфекцией.
“Искусственная вирусная вакцина может появиться примерно через 10 лет”, – говорит Лу. “Но с теми знаниями, которыми мы располагаем, в принципе, нет никаких препятствий для создания искусственных клеточных организмов в будущем”.
Ученые продолжают совершенствовать методы редактирования ДНК, на которых основаны все организмы, а также добиваются успехов в комбинировании ее с пептидами – например, для создания крошечных наноструктур и транспортировки лекарств от рака.
Мы также видели, как эти гибридные молекулы использовались для создания наномашин, способных открывать каналы в клеточных мембранах. Это снова может быть использовано для целенаправленной реакции иммунной системы или для диагностики происходящих в организме заболеваний.
Пока исследования находятся на начальном этапе – сама область появилась только в последнее десятилетие, но возможность создавать молекулы, которые одновременно хорошо адаптируются и могут очень точно управляться, открывает целый ряд возможностей.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science.
Читайте также: Уважайте алхимию. Она подарила нам современную науку