3D-принтер для воссоздания ДНК

Еще в 2014 году главный инженер марсохода Curiosity в Лаборатории реактивных двигателей NASA Адам Штелцнер предложил идею колонизации Марса с помощью людей, напечатанных на 3D принтерах. Тогда это казалось прекрасной и фантастической идеей.

Суть идеи была в том, чтобы для передачи информации о человеке на другие планеты использовать закодированный генетический код в геном бактерий. То есть, встроить в ДНК микроорганизмов геномы человека, потому что, как известно, бактерии прекрасно могут перелетать на Марс. Соответственно, бактерии можно использовать как компьютерную память, как флэшка, которую переправили на Марс.

Идея была фантастическая, из-за того, что непонятно было как рекодировать эту информацию обратно. Адам Штенцлер предложил использовать 3D печать, так как воссоздавать ткани и органы человека уже умели.

Американский генетик Крейг Вентер начал работу над разработкой «цифрового биологического преобразователя», который бы сумел передать цифровой файл со скоростью света и воссоздать первоначальную версию на новом месте.

Через три года команда ученых, в состав которой входил и Крейг Вентер, опубликовали статью в Nature Biotechnology , где представлены результаты их работы. В статье описывается разработка и использование прототипа цифрового биологического преобразователя (далее Digital-to-Biological Converter,  DBC), который продуцирует компоненты без участия человека. Он может потом те самые компоненты обьединять и автоматически создать синтетическую ДНК высокой точности.

При тестировании ученые передали файл с информацию о  ДНК в DBC. Тот в свою очередь, преобразовал эту информацию в олигонуклеотиды, используя инструменты, разработанные Synthetics Genomics (синтез генов и метод Gibson Assembly ™ для воссоздания синтетических ДНК с высокой точностью).

Взяв эту ДНК в качестве матрицы, преобразователь DBC спродуцировал серию биологических материалов – РНК, белки и вирусные частицы.

Соавтор Даниэль Гибсон говорит о том, что получение такого преобразователя дает хорошую основу для получения биологических материалов, для начала с переданных последовательностей ДНК. Это дает большую надежду в здравоохранении, ведь можно будет производить биологические материалы по требованию для отдельного пациента,  а также может позволить создание специальных вакцин для противодействия вовремя вспышек инфекционных заболеваний.

Были получены продукты, которые  включали ДНК-шаблоны для вакцины против гриппа , а также полипептиды антител и бактериофаг, вакцину на основе РНК. Эти препараты были созданы менее чем за 2 дня, что в разы быстрее, чем традиционное производство, учитывая сроки на изготовление и доставку материала. DBC же может для передачи цифровой биологии использовать Интернет или радиоволну.

DBC имеет общие компоненты с  BioXp ™ 3200, это первый в мире принтер для печати и клонирования двухцепочной ДНК.

Компания Synthetics Genomics  работает над разработкой платформы DBC для коммерческих приложений, а также новых методов для большей надежности, чтобы получать точную копию синтетической ДНК и чтобы сделать инструмент компактным и портативным.

Стоит отметить, что Илон Маск в свое время поддержал Крэйга Вентера с его идеей «генного принтера» для колонизации Марса и реконструирования там необходимых вещей, а не только человека.


Комментарии:

No Comments

Post a Comment