Команда исследователей во главе с Мартином Фуссенеггером, профессором биотехнологий и биоинженерии факультета биосистемной науки и инженерии (D-BSSE) Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) в Базеле, нашли способ создать центральный процессор для клеточного компьютера из биологических компонентов. По информации ETH, этот процессор допускает различные виды программирования, являясь усовершенствованным белковым генетическим переключателем относительно предыдущих версий центральных процессоров, которые могли принимать только простое программирование. Новый биокомпьютер позволит более эффективно использовать «огромные вычислительные возможности клеток».
Инновация ученых основана на модифицированной системе CRISPR-Cas9, которую можно использовать для внесения изменений в ДНК. В результате был создан процессор, который «может работать с любым количеством входных данных в виде молекул РНК». Особый вариант белка Cas9 образует ядро процессора. В ответ на ввод, осуществляемый направляющими последовательностями РНК, ЦП регулирует экспрессию определенного гена, который, в свою очередь, производит определенный белок.
Чтобы еще больше повысить производительность клеточного компьютера, исследователи из Базеля создали двухъядерный процессор с использованием компонентов CRISPR-Cas9 от двух разных бактерий. «Мы создали первый клеточный компьютер с более чем одним ядром», – утверждает Мартин Фуссенеггер.
Эта система может найти применение как в диагностике, так и в лечении. Например, при обнаружении определенного биомаркера биокомпьютер может формировать диагностическую молекулу или фармацевтическое вещество. Если же он регистрирует другой биомаркер, он запускает производство другого вещества. Если определенный биомаркер остается в организме в течение более длительного периода времени, «это может указывать на метастазирование рака. В этом случае биокомпьютер произведет химическое вещество для лечения новообразований».
