Massachusettsi tehnoloogia instituudi (MIT), Bostoni ülikooli ja USA standardikeskuse NIST teadlased on loonud uue programmeerimiskeele, mille abil on varasemast lihtsam luua geneetiliselt muundatud baktereid. Funktsioonid, mida uus programmeerimiskeel võimaldab bakteritesse kirjutada, võivad mängida olulist rolli meditsiinitehnoloogia arengus.
Teadlased võtsid aluseks elektroonilise disaini automatiseerimise (EDA) süsteemid, mis arendati välja selleks, et inseneridel oleks lihtsam luua pooljuhtidel põhinevat elektroonikat nagu näiteks mikrokiipe. Enne kui elektroonikatööstuses võeti kasutusele EDA, tuli kõik mikrokiibid käsitsi kavandada. Sarnane olukord on täna ka rakkude programmeerimise vallas ehk sünteetilises bioloogias.
Uus süsteem tugineb Verilogi nimelisele programmeerimiskeelele, mida on kasutatud alates 1980ndatest, et kavandada ja kontrollida erinevaid kiipe. Cello-nimeline tehnoloogia võimaldab kasutajal luua Verilogi sarnastkoodi, mis siis automaatselt DNA koodiks ümber kirjutatakse.
DNA koodi kirjutamisel kasutatakse kavalaid bioloogilisi trikke, et koodi lihtsustada ja töökindlamaks muuta. Näiteks on loogikaväravad (NOT/NOR) üksteisest väga tugevate terminaatorjärjestustega eraldatud. Töökindlust demonstreerisid ka uurimisrühma tulemused. Bakteriliigi Escherichia coli sisse kujundatud bioloogilistest „mikrokiipidest“ toimisid 92% nii nagu ennustati.
Bioloogiliste süsteemide programmeerimine on alles varajases arengujärgus, kuid see tõotab tulevikus kujuneda väga võimsaks tööriistaks, eriti meditsiinis. Teadlased usuvad, et sünteetiline bioloogia võimaldab meil arendada näiteks rakke, mis suudavad vähirakke eemaldada või määrata täpseid ravimidoose. Rakkude programmeerimise automatiseerimine on oluline samm, et me jõuaks nende tehnoloogiateni.
Foto: NIAID
