Las mismas herramientas básicas que permiten que las computadoras funcionen ahora se están utilizando para controlar la vida a nivel molecular. Los avances tienen implicaciones para futuros medicamentos y biología sintética.
Reportando el 2 de abril en el diario ciencia , un equipo dirigido por la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington ha creado proteínas artificiales que funcionan como puertas lógicas moleculares. Estas herramientas, como sus contrapartes electrónicas, pueden usarse para programar el comportamiento de sistemas más complejos.
El equipo demostró que las nuevas proteínas de diseño pueden regular la expresión génica dentro de las células T humanas. Este desarrollo puede mejorar la seguridad y la durabilidad de futuras terapias basadas en células.
"Los bioingenieros han hecho puertas lógicas con ADN, ARN y proteínas naturales modificadas anteriormente, pero estas están lejos de ser ideales. Nuestras puertas lógicas construidas con proteínas diseñadas de novo son más modulares y versátiles, y pueden usarse en una amplia gama deaplicaciones biomédicas ", dijo el autor principal David Baker, profesor de bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y director del Instituto de Diseño de Proteínas.
Ya sea electrónico o biológico, las puertas lógicas detectan y responden a las señales de manera predeterminada. Una de las más simples es la puerta AND; produce salida solo cuando una entrada AND otra están presentes.
Por ejemplo, al escribir en un teclado, presionar la tecla Mayús Y la tecla A produce una letra mayúscula A. Las puertas lógicas hechas de partes biológicas tienen como objetivo llevar este nivel de control a los sistemas de bioingeniería.
Con las puertas correctas operando dentro de las células vivas, las entradas como la presencia de dos moléculas diferentes, o una y no la otra, pueden hacer que una célula produzca una salida específica, como activar o suprimir un gen.
"Toda la Computadora de Orientación del Apolo 11 fue construida a partir de puertas NOR electrónicas", dijo el autor principal Zibo Chen, un reciente estudiante graduado de la Universidad de Washington. "Logramos hacer puertas NOR basadas en proteínas. No son tan complicadas como las computadoras de guía de la NASA,pero, sin embargo, son un paso clave hacia la programación de circuitos biológicos complejos desde cero "
Reclutar las células inmunes de un paciente en la lucha contra el cáncer ha funcionado para ciertas formas de la enfermedad. Sin embargo, atacar los tumores sólidos con este llamado enfoque de terapia con células CAR-T ha resultado ser un desafío.
Los científicos creen que parte de la razón tiene que ver con el agotamiento de las células T. Las células T genéticamente alteradas pueden luchar solo por un tiempo antes de que dejen de funcionar. Puede haber una forma de evitar esto. Con las puertas lógicas de proteínas que responden a las señales de agotamiento,El equipo de UW Medicine espera prolongar la actividad de las células T CAR.
"Las células T de vida más larga que están mejor programadas para cada paciente significarían una medicina personalizada más efectiva", dijo Chen.
Este trabajo fue dirigido por investigadores del Instituto de Medicina de la Universidad de Washington para el diseño de proteínas. El equipo de investigación también incluyó bioquímicos de la Universidad Northwestern, la Universidad Estatal de Ohio, el Instituto Altius de Ciencias Biomédicas y la Universidad de California en San Francisco.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Original escrito por Ian Haydon. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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