Биологи создали генетический транзистор

Биологи из Стэнфордского университета создали генетический аналог транзистора. Статья, описывающая генетические логические схемы, опубликована в журнале Science. Ее обзор приводит ScienceNow.

Биологическое устройство получило название «транскриптор» по названию синтеза молекул РНК на базе ДНК. Именно этот процесс является полезным выходным сигналом генетического транзистора. Из нескольких таких устройств ученым удалось создать набор примитивных логических вентилей: И, И-НЕ, ИЛИ и другие.

Транскрипцию в клетках осуществляют ферменты класса ДНК-зависимых РНК-полимераз. Они последовательно продвигаются вдоль цепочки ДНК, создавая на ее основе молекулу РНК. Для управления работой полимеразы ученые добавили в цепочку ДНК участки-терминаторы, которые вызывают диссоциацию фермента с ДНК и прекращение синтеза.

Управляющим механизмом (аналогом напряжения на затворе в полевом транзисторе) является возможность изменения ориентации терминаторов — на прекращение транскрипции, либо на пропускание полимеразы. Для переключения используют ферменты-интегразы, которые способны вырезать и вставлять участки ДНК.

Каскады «транскрипторов» позволили исследователям усилить работу генов, вызывающих флуоресценцию клеток. Именно по светимости различных клеток ученые в процессе экспериментов понимали, какие из них правильно отрабатывали заложенную логическую схему.

В перспективе новые биологические устройства могут помочь сконструировать генетические компьютеры. Ранее уже сообщалось о различных достижениях в области биологической информатики. Так, ученые смогли разработать генетические реле, модули ДНК-памяти и способ кодировать сообщения при помощи биообъектов.