Chercheurs la Harvard Medical School ont réussi à synthétiser un ADN à base de boucle de mémoire dans les cellules de levure, des conclusions qui marquent une avancée significative dans le domaine émergent de la biologie synthétique.
Après avoir construit des gènes de bits aléatoires de l'ADN, les chercheurs dans le laboratoire du professeur Pamela Silver, un membre du corps professoral au Département Harvard Medical School, la biologie des systèmes, non seulement reconstitué la dynamique de la mémoire, mais aussi créé un modèle mathématique qui prédit comment une telle mémoire «dispositif» pourrait fonctionner.
«La biologie synthétique est un domaine incroyablement excitant, avec plus de possibilités que beaucoup d'entre nous peut imaginer", dit Silver, auteur principal du document qui sera publié dans le numéro du 15 Septembre de la revue Genes et le développement. «Bien que cette expérience une preuve de concept est tout simplement un pas en avant, nous avons établi une technologie fondamentale qui pourrait bien établir la norme de ce que nous devrions nous attendre dans les travaux ultérieurs."
Comme beaucoup de domaines émergents, il ya encore un peu d'incertitude sur ce qui, exactement, de la biologie synthétique est. Demandez à n'importe quel trois scientifiques pour une définition, et vous aurez probablement quatre réponses.
Certains y voient un moyen de stimuler la production de produits biotechnologiques, tels que les protéines à usage pharmaceutique ou d'autres types de molécules pour, disons, de dépollution. D'autres y voient un moyen de créer des plates-formes informatiques qui peuvent contourner de nombreuses étapes onéreuses d'essais cliniques. Dans un tel scénario, un scientifique de type de la structure chimique d'un candidat médicament dans un ordinateur, et un programme contenant des modèles du métabolisme cellulaire pourrait générer des informations sur la façon dont les gens réagissent à ce composé.
De toute façon, à ce noyau, les furoncles biologie synthétique jusqu'à glaner mieux comprendre comment les systèmes biologiques de travail en les reconstruisant. Si vous pouvez le construire, il vous oblige à le comprendre.
Une équipe de Silver Harvard Medical School Lab dirigé par Caroline Ajo-Franklin, maintenant au Lawrence Berkeley National Laboratory, et postdoctorales scientifique David Drubin décidé de démontrer que non seulement ils pouvaient construire des circuits hors du matériel génétique, mais ils pourraient aussi développer des modèles mathématiques dont les capacités prédictives correspondent à ceux de n'importe quel système d'ingénierie électrique.
"C'est le test décisif", explique Drubin », à savoir la construction d'un dispositif biologique qui ne précisément ce que vous prédit qu'il ferait."
Les composants de cette boucle de la mémoire était simple: deux gènes qui code pour les protéines appelées facteurs de transcription.
Les facteurs de transcription régulent l'activité des gènes. Comme une main sur un robinet, le facteur de transcription va récupérer sur un gène spécifique et le contrôle combien, ou si peu, d'une protéine particulière du gène devrait faire.
Les chercheurs ont placé deux de ces nouvellement synthétisées, facteur de transcription de codage des gènes dans une cellule de levure, et ensuite exposées à la cellule de galactose (une sorte de sucre). Le premier gène, qui a été conçu pour allumer quand il est exposé au galactose, a créé un facteur de transcription qui a attrapé à, et donc activé, le second gène.
Il était à ce moment que la boucle de rétroaction a commencé.
Le deuxième gène a également créé un facteur de transcription. Mais ce facteur de transcription, comme un boomerang, se balançait en arrière autour et lié à celui même gène à partir de laquelle elle avait pris naissance, le réactiver. Ceci a causé le gène à nouveau de créer ce facteur de transcription même, qui une fois encore bouclée et réactivé le gène.
En d'autres termes, le second gène cesse de se allumé via le facteur de transcription même, il a créé quand il était allumé.