Новости химической науки > Межклеточная коммуникационная система

Состоящие из двух клеток «вычислительные системы», способные предавать информацию об обмене веществ от одной клетки к другой, могут привести к созданию искусственных систем синтеза терапевтических гормонов.

Обе клетки – и посылающая сигнал и отдающая его, реагируют на аргинин, позволяющий клеткам взаимно влиять друг на друга. (Рисунок из Mol. BioSyst., 2009, DOI: 10.1039/b902070p)

Синтетическая биология представляет собой сочетание инженерии и биологии, её целью является комбинирование биологических объектов в системы с полезными свойствами. Достаточно часто с помощью синтетической биологии получают системы генов, ведущих себя, например, как логические компьютерные схемы, откликаясь на изменения в условиях окружающей среды. Однако такие системы сложно создать для клеток млекопитающих и, до настоящего времени, большая часть разработок синтетической биологии касалась лишь отдельных клеток.

Исследовательская группа Мартина Фуссеннеггера (Martin Fussenegger) из Швейцарского Федерального Института Технологии (Цюрих) впервые разработала двухстороннюю систему коммуникации клеток млекопитающих. Система состоит из клетки-отправителя сигнала и клетки-получателя сигнала. Клетка-получатель содержит ранее разработанную систему экспрессии генов, которая способна производить флуоресцентный белок в качестве отклика на увеличение содержания аргинина в окружающей среде. Уровень аргинина регулируется клеткой-отправителем, способной к экспрессии аргиназы (arginase), фермента, превращающего аргинин в орнитин. Таким образом, контроль количества аргинина позволяет клетке-отправителю сигнала передавать информацию на клетку-приемник, передача информации визуализируется в виде флуоресцентного сигнала.

Поясняя причину, побудившие его к созданию системы, Фуссеннеггер отмечает, что в очень отдаленных планах группы создание протетических цепей, которые могут быть вживлены в организм человека. В перспективе такие системы могут зафиксировать опасные уровни патогенов в организме и инициировать высвобождение терапевтических агентов. Такой подход позволит заменить ежедневный прием лекарственных препаратов «внутренней аптечкой», решающей проблемы лечения более оперативно и безопасно.

Источник: Mol. BioSyst., 2009, DOI: 10.1039/b902070p

метки статьи: #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #кинетика и катализ, #медицинская химия, #молекулярная биология