Čip místo buňky  
Na kongresu Společnosti pro výzkum materiálů konaném na sklonku března v San Francisku představili vědci z Massachusetts Institute of Technology zařízení, které lze s mírnou nadsázkou označit na umělou buňku. Syntetizuje si vlastní geny a vyrábí podle jejich instrukcí bílkoviny.

 


„Umělá buňka“ není větší než poštovní známka a na první pohled se podobá počítačovému čipu. Skládá se z vrstviček plastů propletených předivem jemných kanálků a komůrek. Těmi kolují nepatrná množství roztoků nejrůznějších chemikálií, jež se vzájemně mísí a spouštějí pestrou škálu biochemických reakcí. Napodobují tak procesy probíhající v živé buňce. Ještě nedávno potřebovali vysoce kvalifikovaní biochemici pro stejné úkoly rozlehlé laboratoře plné nejrůznějších aparatur.  Teď lze totéž provést doslova na dlani.

 

Zvětšit obrázek
David Kong


„Stačí nám roztoky o objemu jen několika desítek nanolitrů,“ říká vedoucí týmu David Kong v rozhovoru pro populárně vědecký časopis New Scientist. „Jednotlivé dílky z plastu v sobě mají různě drážky o rozměrech a tvarech, jaké potřebujeme pro jejich uspořádání do miniaturních reakčních komůrek, kanálků a ventilů. Ke stavbě poměrně komplikovaných zařízení nám stačí pár základních typů plastových dílů.“


Kongův tým nejprve sestrojil čip, na němž bylo možno syntetizovat geny. Poté vytvořil čip pro syntézu bílkovin. Na sanfranciském kongresu představil zcela nový čip, který spojuje obě zařízení do jednoho.

Zvětšit obrázek
Mikroskopický pohled na zařízení syntetizující v tenkých kanálcích fluoreskující protein. Tento čip je schopný syntetizovat své vlastní geny a podle nich tvořit i produkt těchto genů – protein. (Obr: David Kong/MIT)

Gen je syntetizován podle předem připraveného plánu z kratších úseků DNA. Jakmile je gen hotov, čip jej mnohonásobně pomnoží a pořídí velký počet jeho dokonalých kopií. Geny tvořené dvojitou šroubovicí DNA musí čip přepsat do jednoduché šroubovice ribonukleové kyseliny. K těmto molekulám pak čip napumpuje vše potřebné pro syntézu proteinů. Vedle základních stavebních kamenů každé bílkoviny – aminokyselin, dodává čip do reakce i enzymy, které příslušné biochemické reakce katalyzují. V buňce probíhá tvorba bílkovinného řetězce z aminokyselin na komplikovaných útvarech zvaných ribozomy. Ty čip zatím nahradit neumí, a proto jsou do reakčních komůrek dodávány ribozomy izolované z bakterií.


Funkčnost čipu ověřil Kongův  tým syntézou genu mořské medúzy, podle kterého se vytváří zvláštní fluoreskující bílkovina. Medúza díky ní září zeleným světlem. Stejné světlo zazářilo v komůrce čipu poté, co umělá buňka dokončila svou práci.
„Hned jsme viděli, že se vytvořila normálně fluoreskující bílkovina. Věděli jsme, že všechno proběhlo tak, jak mělo a čip funguje,“ řekl Kong.
Vědci chtějí s pomocí umělé buňky vytvářet bílkoviny, jaké se nikde v přírodě nevyskytují. Mohly by nám posloužit například k léčbě rakoviny.
„Začali bychom s dědičnou informací pacienta. Naprogramovali bychom ji do umělé buňky a ta by provedla sérii simulací. Jejich výsledky by nám ukázaly, jak by syntetizovaná bílkovina reagovala na pacientovy rakovinné buňky,“ vysvětluje Kong.


Vědci z Massachusetts Institute of Technology už pracují na čipech, v kterých poběží nezávisle stovky a tisíce syntéz. Velkým lákadlem je cena bílkovin získaných z umělé buňky Jsou tisíckrát levnější než stejné bílkoviny vyrobené v tradiční biochemické laboratoři.


 

Datum: 14.04.2008 18:06
Tisk článku


Diskuze:

pěkné

ad,2008-04-22 16:27:30

blahopřeju

Odpovědět

Úúúžasné!

Al,2008-04-17 07:31:03

Myslím, že to je úžasné! Vivat MIT!
V detailu to ale zas tak jednoduché asi není - dost složité mně to připadá u těch ribozomů - musí mít přece navázanou RNA resp. z DNA transformovaná RNA se zde musí nějak přepisovat do proteinu...
Taky sestavování cílené DNA mně připadá jako docela složité a záhada...
Nešlo by o tom na Oslovi něco napsat???

Odpovědět

Tak to valím oči..

Hezi,2008-04-16 14:35:36

Jen skoda, že jsem u toho nebyl já. :)
Osobně bych jim dal nobelovku a to hned zítra a klidně tu za biologii či chemii.
Dělat si JAKÉKOLIV geny a proteiny navíc na čipu, to je skok dopředu jako blázen, uff, uff řekl by vinetou, já říkám vivat MIT !

Odpovědět

Kapesni identifikator DNA opet bliz

Dr.Sid,2008-04-15 14:00:49

Bude to zajimava doba :-D

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace