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Ces portes logiques de protéines transforment les cellules en ordinateurs

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Les outils que nous utilisons pour faire fonctionner les ordinateurs voient maintenant de nouvelles applications - pour contrôler la vie au niveau moléculaire, selon une nouvelle étude publiée dans la revueScience.

Les nouvelles avancées pourraient façonner l'avenir de la médecine et de la biologie synthétique.

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Portes logiques et biologie synthétique

L'équipe à l'origine de l'étude - dirigée par la faculté de médecine de l'Université de Washington - a créé des protéines artificielles qui fonctionnent comme des portes logiques moléculaires. Tout comme les circuits électroniques, les portes logiques peuvent être utilisées pour programmer le comportement dans des systèmes plus complexes.

L'équipe a découvert que de nouvelles protéines de conception peuvent réguler l'expression des gènes dans les cellules T humaines. Cela pourrait améliorer la durabilité et la sécurité de la thérapie cellulaire à l'avenir.

«Les bio-ingénieurs ont déjà créé des portes logiques à partir de l'ADN, de l'ARN et des protéines naturelles modifiées, mais celles-ci sont loin d'être idéales. Nos portes logiques construites à partir de protéines conçues de novo sont plus modulaires et polyvalentes et peuvent être utilisées dans un large éventail d'applications biomédicales ", a déclaré David Baker, auteur principal de l'étude et professeur de biochimie à la faculté de médecine de l'UW et directeur de l'Institut pour la conception des protéines, selon phys.org.

Les portes logiques biologiques et électroniques détectent et répondent aux signaux selon une fonction prédéterminée. Une simple est appelée la porte ET - elle ne donne une sortie que si une entrée ET une autre sont présentes, selon phys.org.

C'est beaucoup de taper un A majuscule sur le clavier - en appuyant sur la lettre avec la touche Maj. La clé de l'attrait des portes logiques réside dans l'introduction de cette spécificité du contrôle dans les systèmes bio-ingénierie.

L'avenir de la médecine

Si les bonnes portes fonctionnent à l'intérieur des cellules vivantes, des entrées telles que ET - ou l'inverse, lorsqu'une entrée et non l'autre est présente - peuvent amener une cellule à effectuer une sortie unique comme l'activation ou la suppression d'un gène.

«L'ensemble de l'ordinateur de guidage Apollo 11 a été construit à partir de portes NOR électroniques», a déclaré Zibo Chen, auteur principal et récent étudiant diplômé de l'UW, selon phys.org. "Nous avons réussi à fabriquer des portes NOR à base de protéines. Elles ne sont pas aussi compliquées que les ordinateurs de guidage de la NASA, mais constituent néanmoins une étape clé vers la programmation de circuits biologiques complexes à partir de zéro."

Les applications de cette technologie pourraient élargir et faire progresser l'étude de certains des sujets les plus difficiles de la médecine moderne - même le cancer - donc on ferait bien de mettre en signet ce nouvel outil avancé de biologie synthétique.


Voir la vidéo: Bioinformatique des ARN partie 1 (Août 2022).