Группа ученых из Массачусетского технологического института в США и их швейцарских коллег из исследовательского института ETH в Цюрихе обнаружила способ программировать клетки живого организма, чтобы те могли определять, переродились ли они в раковые, или нет. Если произошло перерождение, то клетки могут запустить программу самоуничтожения. Новая технология описана в последнем номере научного журнала Science.
Авторы методики говорят, что их программа самоуничтожения раковых клеток является первой в своем роде, способной эффективно убивать раковые клетки, не затрагивая здоровые клетки организма.
Для того, чтобы создать программу, ученые создали логическую цепь - систему, принимающую решения, базирующие на множественных входящих данных. В то случае, если гены, присутствующие в логической цепи, обнаружат молекулярные соединения, присущие только раковым клеткам, то будет запущена биологическая программа уничтожения клеток. По словам ученых, простого обнаружения заданных молекулярных соединений недостаточно - они должны быть обнаружены в заданном порядке. Данная последовательность действий спровоцирует выброс протеина, стимулирующего процесс программируемой смерти клетки. Если одного из этих условий нет, то с клеткой ничего не происходит.
Поскольку гены, используемые для создания схем, можно легко поменять местами, то данный подход вполне может быть использован для новых методов диагностики и лечения раковых заболеваний, уверен Рон Вайсс, профессор Массачусетского технологического института и один из руководителей исследования.
Исследователи выбрали тип генетического материала, называемого микроРНК, в качестве своей цели. Этот фрагмент РНК был обнаружен исследователями всего 10 лет назад. Он помогает регулировать экспрессию генов путем их выборочного разрушения и передачи данной информации другим клеткам организма. Сейчас у людей обнаружены около 1000 последовательностей микрРНК. Как показывают опыты, раковые клетки часто имеют слишком много одних структур микроРНК и слишком мало других.
В данной работе исследователи хотели выделить особый тип раковых клеток, известных как HeLa и несколько отличных от остальных клеток. Для этого они применили шесть микроРНК, часто обнаруживаемых в больших скоплениях HeLa-клеток. Обнаружив эти соединения, можно было говорить о наличии раковых клеток.
После этого, генетики создали синтетический ген белка, называемого hBax и способствующего гибели клеток. Они разработали ген с двумя отдельными гарантиями, защищающими здоровые клетки от воздействия белка-убийцы. Для запуска программы необходимо наличие всех составляющих. То есть, если все уровни микроРНК совпадают с профилем HeLa, то производится белок и клетка гибнет, говорят ученые.
"Это простая схема, но она позволяет добиваться впечатляющих результатов, причем алгоритм действия цепи можно изменять, добавляя новые пункты программы", - говорит Уэнделл Лим, профессор биохимии и биофизики Университета Калифорнии в Сан-Франциско.
Источник: CyberSecurity
|
