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Diese Protein Logic Gates verwandeln Zellen in Computer

Wissenschaftler haben Proteinlogik-Gatter geschaffen, die die menschliche Biologie wie Computerwerkzeuge formen und auf die Zukunft der Medizin hinweisen.

Die Werkzeuge, mit denen wir arbeiten Computer Arbeit sieht jetzt neue Anwendungen - um das Leben am zu kontrollieren molekular Niveau nach einer neuen Studie veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaft .

Die neuen Fortschritte könnten die Zukunft von gestalten Medizin und synthetische Biologie .

VERBINDUNG: WISSENSCHAFTLER SCHAFFEN EIN SELBSTREPLIZIERENDES REPRODUKTIVES GENOM IM LABOR

Logikgatter und synthetische Biologie

Das Team hinter der Studie - geleitet von der University of Washington School of Medicine - erstellt künstliche Proteine die als molekulare Logikgatter funktionieren. Genau wie elektronische Schaltungen, die Logikgatter kann zum Programmieren des Verhaltens in komplexeren Systemen verwendet werden.

Das Team stellte fest, dass neue Designerproteine ​​regulieren können Genexpression innerhalb menschlicher T-Zellen. Dies könnte in Zukunft die Haltbarkeit und Sicherheit der zellbasierten Therapie verbessern.

"Bioingenieure haben bereits Logikgatter aus DNA, RNA und modifizierten natürlichen Proteinen hergestellt, aber diese sind alles andere als ideal. Unsere Logikgatter, die aus von de novo entworfenen Proteinen hergestellt wurden, sind modularer und vielseitiger und können in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werdenbiomedizinische Anwendungen ", sagte David Baker, leitender Autor der Studie und Professor für Biochemie an der UW School of Medicine und Direktor des Instituts für Protein-Design. entsprechend zu phys.org.

Beide biologisch und elektronische Logikgatter erfassen und reagieren auf Signale gemäß einer vorgegebenen Funktion. Ein einfaches wird als UND-Gatter bezeichnet - es gibt laut phys.org nur dann einen Ausgang, wenn ein UND-Eingang vorhanden ist.

Dies ist eine Menge, wenn Sie ein Großbuchstaben A auf dem Tastatur - durch Drücken des Buchstabens mit der Umschalttaste. Der Schlüssel zur Attraktivität von Logikgattern liegt darin, diese Spezifität der Kontrolle zu berücksichtigen. biotechnologisch Systeme.

Die Zukunft der Medizin

Wenn die richtigen Tore im Inneren funktionieren lebende Zellen Eingaben wie AND - oder das Gegenteil, wenn eine und nicht die andere Eingabe vorhanden ist - können dazu führen, dass eine Zelle eine eindeutige Ausgabe wie die Aktivierung oder Unterdrückung eines Gens ausführt.

"Der gesamte Apollo 11-Leitcomputer wurde aus elektronischen NOR-Gattern gebaut", sagte Zibo Chen, Hauptautor und jüngster UW-Doktorand, laut phys.org. "Es ist uns gelungen, proteinbasierte NOR-Gatter herzustellen. Sie sind nicht so."kompliziert wie die Leitcomputer der NASA, aber dennoch ein wichtiger Schritt, um komplexe biologische Schaltkreise von Grund auf neu zu programmieren. "

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Anwendungen für diese Technologie könnten das Studium einiger der schwierigsten Themen in erweitern und vorantreiben. moderne Medizin - gerade Krebs - so würde man gut tun, um dieses neue erweiterte Tool von zu bookmarken synthetische Biologie .

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