Искусственный белок программирует «умные клетки»

Белки – рабочие лошадки клеток, но в природе всегда есть что улучшить. В настоящее время команда из Института дизайна белков Университета штата Вашингтон (IPD) и Университета Калифорнии в Сан-Франциско (UCSF) создала новый искусственный белок, который действует как переключатель, превращая обычные клетки в «умные клетки».

Различные типы синтетических белков находят применение во всех сферах медицины. В последние годы ученые обрели надежду в борьбе с малярией и болезнью Альцгеймера, при этом синтетические ферменты могут даже стать катализатором для создания искусственной жизни.

В паре новых исследований команда IPD и UCSF разработала искусственный белок, который может работать внутри живых клеток, манипулируя внутренними цепями для выполнения определенных действий. Это происходит путем ощущения изменений в окружающей среде клетки и высвобождения ключевого пептида, который создает специфические реакции.

Команда называет проект «Latching Orthogonal Cage/Key pRotein» (LOCKR), и он состоит из нескольких молекул, которым заданы разные функции. Есть защелка, клетка, ключ и биологически активный пептид, и именно эта структура делает его особенно универсальным.

Когда этот биологический переключатель находится в положении «выключено», защелка прижимает пептид в клетке, и ему остается только ждать. Когда появляется молекула, запрограммированная действовать как ключ, защелка распахивается, высвобождая пептид из внешней среды. Это вызывает желаемый ответ по требованию, будь то уничтожение других белков, экспрессия определенного гена или другой клеточный процесс.

Команда продемонстрировала технологию с версией, которую они называют degronLOCKR. Эта система была разработана, чтобы разлагать определенный белок, когда что-то было не так с обычной активностью клетки. Снижение уровня этого целевого белка помогает восстановить активность клетки, а это означает, что эта «умная клетка» может автоматически исправить проблемы по мере их возникновения.

LOCKR, а точнее, degronLOCKR, открывает новые возможности для программирования клеток для лечения широкого спектра изнурительных состояний, для которых безопасные и эффективные методы лечения еще не доступны.

Эндрю Нг, соавтор обеих исследовательских программ.

Впервые технологию применили в работе с черепно-мозговой травмой (ЧМТ). Когда происходят подобные травмы, организм иногда чрезмерно реагирует, создавая избыточное воспаление. Команда надеется, что degronLOCKR поможет почувствовать воспаление и отрегулировать его, чтобы сохранить состояние на безопасном, но полезном уровне.

Автор: Майкл Ирвинг

Перевод: Филипп Дончев

Ссылка на источник: https://newatlas.com/artificial-protein-smart-cells/60771/