Inżynieria genów syntetycznych: rewolucja w tworzeniu biomateriałów i inteligentnych struktur biologicznych

WarsawNaukowcy z UCLA Samueli School of Engineering oraz Uniwersytetu Rzymskiego Tor Vergata stworzyli sztuczne geny, które naśladują sposób, w jaki biologiczne komórki budują struktury. Te inżyniersko zaprojektowane geny samodzielnie formują struktury według określonej sekwencji, oferując nowatorską metodę tworzenia materiałów biomolekularnych. Badania prowadzone przez profesor Elisę Franco, opublikowane w Nature Communications, pokazują, jak te sztuczne geny współpracują przy budowie materiałów, które mogą być zastosowane na różne sposoby, w tym w nanoskalowych rurkach DNA i innych biomateriałach.

To badanie ma wiele potencjalnych zastosowań w przyszłości. Może przyczynić się do postępu w medycynie poprzez tworzenie sztucznych tkanek lub organów, które będą mogły samodzielnie rozwijać się w organizmie, co byłoby kluczowe dla leczenia i zastępowania jego części. W biotechnologii firmy mogą wykorzystać te materiały do tworzenia zaawansowanych systemów dostarczania leków, gdzie ważne jest zarówno rozkładanie się materiałów, jak i ich konstrukcja. Te same koncepcje mogą również pomóc w tworzeniu inteligentnych materiałów, które zmieniają swoje właściwości w zależności od otoczenia.

System charakteryzuje się dużą elastycznością. Zamiast jedynie zwiększać liczbę cząsteczek dla uzyskania większej złożoności, wykorzystuje on precyzyjne wyczucie czasu dla molekularnych instrukcji. Dzięki temu istnieje możliwość zmiany projektowania materiałów poprzez tworzenie różnych struktur z ograniczonej liczby składników, tylko poprzez dostosowanie kolejności i czasu aktywacji genów. Ta metoda jest skalowalna i może wywrzeć znaczący wpływ na biologię syntetyczną.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:09

Przełom w leczeniu glejaka: wielokierunkowe podejście z użyciem terapii CAR-T

Precyzyjne monitorowanie sposobu łączenia i rozdzielania materiałów przynosi znaczące korzyści dla ich zrównoważonego wykorzystania. Taka kontrola pozwala ograniczyć ilość odpadów, umożliwiając ponowne użycie tych samych elementów w różnych zastosowaniach. Badania pokazują, że możemy stosować te same materiały do wielu celów, co zmniejsza zapotrzebowanie na surowce, przynosząc korzyści zarówno gospodarce, jak i środowisku.

Technologia ta znajduje swoje zastosowanie w biologii i naukach o materiałach w ciekawy sposób. Naukowcy mogą tworzyć i rozkładać struktury za pomocą płytek DNA, kierując się specyficznymi sygnałami RNA. Taki poziom kontroli oznacza, że biologia syntetyczna może wkrótce zyskać na znaczeniu w dziedzinach takich jak opieka zdrowotna i produkcja.

Badania te poszerzają naszą wiedzę na temat inżynierii genetycznej i sugerują, że w przyszłości może ona zrewolucjonizować sposób wytwarzania produktów i leczenia chorób. Wsparcie ze strony istotnych organizacji, takich jak Departament Energii USA i europejskie instytucje, podkreśla globalne zainteresowanie i potencjalne konsekwencje tego badania.