دانشمندهای دانشگاه رایس آمریکا به تازگی موفق شدن نوعی «پردازنده» بیولوژیکی طراحی کنن که میتونه مثل یک مدار منطقی داخل سلولهای زنده کار کنه. این سیستم با استفاده از مکانیزم فسفریلاسیون (اضافهکردن گروه فسفات به پروتئینها) ساخته شده و میتونه خیلی سریع، در حد چند ثانیه، به سیگنالهای محیطی پاسخ بده.
نکتهی مهم اینجاست که برخلاف مدارهای ژنتیکی سنتی که با تغییر در بیان ژن کار میکنن و زمانبر هستن، این روش جدید از مسیرهایی استفاده میکنه که خود سلول بهصورت طبیعی برای انتقال سریع پیام استفاده میکنه. یعنی به جای ساعتها انتظار برای پاسخدهی سلول، حالا داریم در مورد واکنشهایی در حد چند ثانیه حرف میزنیم.
مدارهایی که طراحی کردن کاملاً ماژولار هستن یعنی میتونی اجزای مختلف رو جدا جدا تنظیم کنی، بدون اینکه کل ساختار از بین بره. این یعنی میشه با دقت بالا، رفتار سلول رو در موقعیتهای خاص برنامهریزی کرد. بهعنوان مثال، اگه یک نشانه از التهاب یا یک مولکول خاص مثل TNF-alpha تو محیط دیده بشه، این پردازنده بلافاصله فعال میشه و یه پروتئین ضدالتهاب مثل IL-10 تولید میکنه بعد که شرایط نرمال شد، خاموش میشه و به حالت استندبای برمیگرده.
این تکنولوژی کاملاً جدا از مسیرهای طبیعی سلول عمل میکنه و به اونها آسیب نمیزنه. دقیقاً مثل یه مدار موازی که بدون دستکاری سیستم اصلی، وظیفه خودش رو انجام میده.
در حال حاضر تیم تحقیقاتی در حال تست این سیستم روی مدلهای سهبعدی تومور هست و دنبال راههایی هستن که این مدارها رو با ابزارهای ایمنتر (مثل mRNA یا DNA غیرادغامشونده) به سلول منتقل کنن تا بشه در آینده بهصورت درمانی ازشون استفاده کرد.
عملاً داریم وارد دورهای میشیم که میشه سلولها رو مثل نرمافزار برنامهنویسی کرد! با رفتار دقیق، پاسخ سریع، و هدفگیری کاملاً مشخص. چیزی که تا چند سال پیش فقط در حد فرضیه یا تخیل علمی بود، الان روی میز آزمایشگاهه.
