Komunikacja komórkowa na sposób unijny
Europejscy naukowcy prowadzą intensywne prace w celu wypracowania nowych podejść do systemów komunikacji komórkowej, które składają się na elementy biologicznych urządzeń obliczeniowych. Informatyka biologiczna zajmuje się brakami, które mają wpływ na nasze życie, a także wspomaganiem naukowców w projektowaniu bardziej innowacyjnych metod leczenia chorób. Naukowcy z projektu CELLCOMPUT (Obliczenia biologiczne oparta na systemach komunikacji komórkowej) dostarczają informacji na temat sposobu projektowania i budowania złożonych urządzeń, składających się z dwóch, trzech lub większej liczby zaprogramowanych komórek, które tworzą komponenty takich urządzeń. Projekt CELLCOMPUT otrzymał 1,72 mln EUR z tematu "Nowe i pojawiające się nauki i technologie" (NEST) Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE. Naukowcy uczestniczący w projekcie twierdzą, że możliwa jest komunikacja między komórkami zmodyfikowanymi genetycznie, które opisują jako układy elektroniczne. Pracując pod kierunkiem Uniwersytetu w Gothenburgu w Szwecji naukowcy poczynili olbrzymie postępy, które umożliwią w przyszłości budowanie złożonych systemów, tam gdzie własne komórki organizmu pomagają utrzymać zdrowie człowieka. Wyniki badań zostały niedawno zaprezentowane na łamach czasopisma Nature. Naukowcy wykorzystali komórki drożdży do wygenerowania syntetycznych układów opartych na komunikacji międzykomórkowej regulowanej przez geny. Zmodyfikowali komórki genetycznie w taki sposób, aby "odczuwały" swoje otoczenie na podstawie ustalonego zestawu kryteriów, wysyłając następnie sygnały do innych komórek drożdży poprzez wydzielanie molekuł. Zespół stwierdził, że łączenie różnych komórek jest niczym budowanie z klocków LEGO i skutecznie prowadzi do powstania bardziej złożonych układów. Naukowcy twierdzą, że mogą wykonywać złożone funkcje "elektroniczne" dzięki konstrukcji z komórek drożdży z różnymi modyfikacjami genetycznymi. "Chociaż komórki zmodyfikowane genetycznie nie mogą wykonać takiej samej pracy jak prawdziwy komputer, nasze badania otwierają drogę do budowania złożonych konstrukcji z takich komórek" - wyjaśnia Kentaro Furukawa z Wydziału Biologii Komórki i Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Gothenburgu, współautor artykułu. "W przyszłości spodziewamy się, że możliwe będzie wykorzystanie podobnych systemów komunikacji komórka-komórka w organizmie człowieka do wykrywania zmian w stanie zdrowia, aby pomóc zwalczyć chorobę we wczesnym stadium, lub do pełnienia funkcji biosensorów wykrywających zanieczyszczenia w powiązaniu z naszą umiejętnością rozkładania substancji toksycznych w środowisku." Projektowanie komórek in-silico umożliwia komunikowanie się w przewidywalnej materii w celu stworzenia systemów komunikacji. Zdaniem naukowców biologia syntetyczna dopiero znajduje swoje miejsce w świecie badań naukowych. "Jednym z zastosowań jest projektowanie systemów biologicznych, które nie występują w przyrodzie" - zauważają. Należy zauważyć, że wcześniejsze badania nad opracowaniem rozmaitych, sztucznych połączeń w komórkach zmodyfikowanych genetycznie, np. oscylatorów, sensorów i wyłączników, okazały się owocne. Wiele z tych sztucznych sieci można wykorzystać w medycynie i przemyśle, np. do biomonitoringu albo bioremediacji (wykorzystanie metabolizmu mikroorganizmów do usuwania zanieczyszczeń), a także w rolnictwie. Niemniej naukowcy twierdzą, iż pomimo ogromnego potencjału tych sztucznych połączeń istnieją na razie ograniczenia techniczne, które wynikają głównie z tego, że sztuczne systemy w poszczególnych komórkach nie funkcjonują zgodnie z oczekiwaniami. Wkład w badania wnieśli naukowcy z Hiszpanii i Niemiec.Więcej informacji: Uniwersytet w Gothenburgu: http://www.gu.se/english(odnośnik otworzy się w nowym oknie) CELLCOMPUT: http://complex.upf.es/~ricard/CELLCOMPUT.html(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Nature; http://www.nature.com/(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
Kraje
Niemcy, Hiszpania, Szwecja