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Des scientifiques piratent des cellules de mammifères pour créer de minuscules bio-ordinateurs

Des scientifiques piratent des cellules de mammifères pour créer de minuscules bio-ordinateurs


Les scientifiques ont des cellules de mammifères génétiquement manipulées qui sont capables d'exécuter des commandes logiques et des calculs de la même manière que les ordinateurs. Les efforts scientifiques en matière de génie génétique des cellules biologiques ne constituent pas un nouveau domaine d'étude. D'autres chercheurs ont déjà utilisé des matériaux organiques et les ont modifiés génétiquement pour effectuer des tâches logiques telles que des cellules qui brillent lorsque les niveaux d'oxygène chutent. Ce type de génie génétique est simple pour les organismes bactériens tels que E. coli car ils sont plus faciles à manipuler.

[Source de l'image: Pixabay]

Circuits génétiques

Les tentatives précédentes de création de circuits génétiques dans les cellules humaines ont abouti à des échecs simplement parce que les protéines appelées facteurs de transcription, qui provoquent l'activation et la désactivation des gènes, ne fonctionnent pas de manière uniforme.

Des chercheurs de l'Université de Boston (BU) se sont écartés de ces facteurs de transcription et ont alternativement utilisé un «interrupteur» d'enzyme marche / arrêt plus approprié connu sous le nom d'ADN recombinase. Une ADN recombinase est une enzyme de recombinaison génétique capable de manipuler la structure des génomes et de contrôler les expressions génétiques comme les activer ou les désactiver. La recombinase fonctionne comme un outil de coupe enzymatique en découpant des parties sélectives d'un brin d'ADN et en cousant les extrémités sectionnées de la double hélice.

[Source de l'image: Pixabay]

Les scientifiques ont ensuite créé un circuit génétique appelé «logique booléenne et arithmétique par excision de l'ADN» (BLADE) et l'ont intégré dans un rein embryonnaire humain. Le circuit BLADE fonctionne en s'appuyant sur des recombinases sous le contrôle d'un seul promoteur qui incorpore des signaux de circuit sur une couche transcriptionnelle. Grâce à l'utilisation de BLADE, 113 circuits ont été construits dans un rein embryonnaire humain et des cellules Jurkat T, où 109 circuits (taux de réussite de 96,5%) ont réussi à fonctionner comme prévu sans avoir à modifier les circuits. Grâce à cette manipulation complexe de matériel biologique, l'équipe a réussi à faire fonctionner avec succès le circuit génétique. L'une des caractéristiques les plus intéressantes de ce circuit est la création d'une table de consultation booléenne à partir de cellules humaines avec six entrées différentes. L'une des seize opérations logiques a été effectuée par la combinaison des entrées.

Applications de cellules piratées

À ce stade, les études des chercheurs de la BU ne sont que des «preuves de concept» mais un certain nombre de possibilités biologiques sont explorées par l'équipe. Une utilisation potentielle de cette technologie consiste à manipuler les cellules T pour en anéantir les cellules tumorales en utilisant des protéines capables de reconnaître les biomarqueurs des cellules cancéreuses. Les circuits génétiques pourraient également être utilisés pour transformer des cellules souches en n'importe quelles cellules souhaitées en utilisant différents signaux et en générant également des tissus grâce à l'utilisation de commandes.

Ces bio-ordinateurs peuvent également être utilisés pour diagnostiquer des maladies en étant déclenchés par des protéines associées à la maladie spécifique. Par exemple, si les cellules génétiquement modifiées s'allument lorsqu'elles sont combinées avec l'échantillon sanguin d'un patient, le résultat est une indication positive qu'elles sont infectées par la maladie. Les méthodes actuelles de test d'échantillons de sang sont laborieuses et coûteuses, de sorte que ce type de progrès scientifique pourrait permettre au domaine médical d'économiser beaucoup d'argent.

Une manipulation biologique intelligente avec de nombreuses applications utiles, c'est en effet la beauté de la science.

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