Genetyczne przełączniki jak żywe bramki logiczne
Amerykańscy naukowcy stworzyli fragmenty DNA, które mogą przeprowadzać operacje logiczne wewnątrz żywych komórek, a wszelkie zmiany zapisywać z powrotem na podwójnej helisie. Dzięki temu w przyszłości możliwe ma być stworzenie komórkowych przełączników zdolnych do reakcji na konkretne bodźce.
Opracowane żywe bramki logiczne oparte zostały na budowie plazmidów (cząsteczek DNA występujących w komórkach poza chromosomami, zdolnymi do niezależnej replikacji), które wszczepiono bakteriom E.coli. Naukowcy stworzyli cały zestaw 16 plazmidów - każdy z nich odpowiada za jedną z binarnych funkcji logicznych.
Plazmidy posiadają zaprogramowany promotor i terminator genu, czyli sekwencję startową i końcową na nici, które są istotne przy transkrypcji odpowiedniego genu. Enzymy z grupy rekombinaz mogą włączać i wyłączać część promotorową lub terminacyjną genu, w wyniku czego to one decydują czy gen zostanie transkrybowany, czy nie.
Przedstawiony powyżej biologiczny schemat działa jak w tradycyjnej elektronice. Funkcje bramki AND spełnia sam gen, który jest transkrybowany tylko wtedy, gdy na promotor i terminator oddziałują rekombinazy. Taki mechanizm daje możliwość przechowywania danych logicznych w komórkach, nawet po ich śmierci. Odpowiednio zmodyfikowane plazmidy są przekazywane co najmniej przez kolejnych 90 pokoleń komórek.
Żywe bramki logiczne mają duże znaczenie dla biotechnologii. Być może dzięki nim naukowcom uda się stworzyć naturalne przełączniki, które będą wykorzystane do walki z nieuleczalnymi dziś chorobami.
