Биоинженеры создали «клеточный биокомпьютер»

В феврале 2025 года учёные из Rice University, США, представили инновационную платформу для создания программируемых человеческих клеток, способных мгновенно реагировать на сигналы внутри организма. Это событие открывает путь к новым типам клеточной терапии — точной, быстрой и адаптивной. 

Традиционные методы генной инженерии основываются на управлении транскрипцией — процессе, который может занимать часы. Однако команда Rice University пошла другим путём, сосредоточившись на фосфорилировании — биохимическом механизме, через который клетки обмениваются сигналами. Учёные разработали модульные цепи на основе фосфорилирования, которые можно собирать как «конструктор» и встраивать в живые клетки. Эти цепи работают как биологические логические элементы: реагируют на заданные входные сигналы и запускают нужный ответ.

Читайте также

Читайте также

Что лучше — национальный стейблкоин или CBDC?

Евгений Глинский

Монеты

“Циклы фосфорилирования не просто взаимосвязаны — их можно связывать между собой по-новому. Это открывает совершенно новые возможности для биологической логики внутри человеческих клеток”, — поясняет Джонатан Бринкман, руководитель проекта.

Созданные клетки могут:

Распознавать биомаркеры — сигналы воспаления, онкологических процессов или инфекций.

Реагировать почти мгновенно — в пределах секунд или минут.

Выполнять логические действия — например, активировать лечение только при совпадении двух условий.

«Представьте себе крошечные процессоры внутри клетки, собранные из белков, которые могут “принимать решение” — как именно реагировать на поступившие сигналы», — сказал профессор Ребекка Чен, соавтор исследования.

Это делает клетки своеобразными живыми биокомпьютерами, которые работают внутри организма, не требуя внешнего контроля.

Результаты эксперимента

Синтетические фосфорильные цепи были встроены в человеческие клетки без снижения их жизнеспособности. Цепи успешно усиливали слабые сигналы, что критично для раннего обнаружения патологий. В моделях воспаления клетки демонстрировали точный отклик на заранее заданные сигналы.

«Это не просто набор молекулярных компонентов. Это язык, на котором можно “писать” программы для живых клеток», — подчёркивает Бринкман.

Возможности и будущее применения

Эта технология открывает широкие перспективы в медицине и биотехнологиях. В частности:

Онкология: клетки, запрограммированные на обнаружение специфических опухолевых маркеров, смогут выделять лекарственные вещества точечно — прямо в зоне роста опухоли.

Лечение аутоиммунных заболеваний: клетки смогут самостоятельно подавлять избыточные воспалительные реакции.

Живые ткани и импланты: материалы, созданные из таких клеток, смогут адаптироваться к изменениям в организме и восстанавливаться после повреждений.

Биофабрики нового поколения: клетки, реагирующие на внешние сигналы, смогут производить ферменты или белки по заданной программе.

Разработка команды из Rice University знаменует новый этап в развитии синтетической биологии. Теперь можно не только модифицировать клетки, но и наделять их логикой и реактивностью, приближая их к функциональности живых микропроцессоров. Технология уже готова к масштабированию в рамках доклинических испытаний и обещает изменить подход к лечению болезней, диагностике и созданию адаптивных биоматериалов.

Лидер белорусского рынка ферментных препаратов ООО “Фермент” также проводит собственные научные исследования с целью улучшения качества жизни человека. При этом компания всегда в курсе мировых достижений и трендов в биотехнологиях.