Биохимики рассчитали логику белковых микропроцессоров

Белковая микросхема: чёрные и белые кружки — активные и неактивные белки, красные точки — лиганды (иллюстрация University of Cambridge).

Исследователи из Кембриджа (University of Cambridge) создали математическую модель взаимодействия белков в клетках, которая показывает, что белки способны к выполнению основных функций двоичной логики. Они также показали, что этот тип бинарной логики, кажется, реально работает в кишечной палочке (E. coli).

Секрет «живого компьютера» — это набор белков, состояние которых может быть изменено прикреплением регулирующего лиганда — одного из главных химических блоков, обрабатывающих сигналы в клетках. Лиганд – это тоже белок, который связывается со строго определённым, своим рецептором клетки и в результате этой химической связи изменяющий его (рецептора) структуру.

Расчёты показали, что сеть клеточных белков, взаимодействующих между собой, благодаря последовательному присоединению различных лигандов, может реализовывать логические элементы типа «И», «ИЛИ» и другие.

У ряда белков «бездействующее» и «активное» состояние зависит от концентрации специфических молекул-регуляторов на двух разных входах. Химически настраивая уровень энергии связи, биологи могут менять чувствительность белков, а значит — их логику взаимодействия с соседями.

Группы белков, таким образом, могут составлять простенький процессор, «принимающий решения» в зависимости от того — превышают ли концентрации лигандов на различных входах пороговые уровни.

Опыт показал, что, как кажется, этот процесс бинарной логики реально работает самым естественным образом в передаче некоторых сигналов внутри кишечной палочки.

Так что же — тут недалеко и до биокомпьютеров? Нет. Пока ещё — очень и очень далеко. Но зато это исследование открывает новую перспективу в понимании биохимии жизни, что, в свою очередь, может привести к лучшему пониманию болезней и путей борьбы с ними.

Читайте также о том, почему биологи просто мечтают до последней молекулы оцифровать кишечную палочку, и зачем биологи учат бактерии разговаривать цветом.



Синтетическая биология: Жизнь 2.0 уже проходит бета-тестирование

3 сентября 2004

В Израиле «построен» новый ДНК-компьютер

25 февраля 2003

Готовится промышленная версия ДНК-компьютера

20 февраля 2002