Butun fotosuratlar kutubxonangiz testovka ichida?

Yaxshi, bu haqda eshitganingizda o'zingizni sci-fi filmida his qilasiz. Olimlar kichkina kremniy chip yaratdilar — barmoq tirnog'ingiz o'lchamida — u elektr va suv yordamida DNK sintez qila oladi. Zaharli kimyoviy moddalarsiz. Maxsus kiyimlarsiz. Faqat elektr toki bilan boshqariladigan "zarbalar" bilan ishlaydigan qurilma.

Va rostidan ham, bu yil o'qigan eng qiziqarli narsalardan biri.

Nima uchun DNK sizga muhim?

Chip haqida gapirmasdan oldin, keling, nega DNK shaxsan siz uchun muhimligini ko'rib chiqamiz. "Bu sizni siz qiladigan narsa" dan tashqari, DNK — tabiatning eng zo'r saqlash tizimi. O'ylab ko'ring: Yer yuzidagi har bir tirik mavjudot o'z genetik ko'rsatmalarini DNK molekulalarida saqlaydi va ular judayam kompakt. Bir shaker kubikdan kamroq hajmda eksabayt lab data saqlash mumkin.

Telefon xotirasi hech qachon tugamaydigan bo'lishini tasavvur qiling.

Bundan tashqari, DNK vaccinlar asosida yotadi (COVIDga qarshi mRNK vaccinlarini eslaysizmi?), genetik kasalliklar uchun gen terapiyasi va saraton davolash usullarida. Shuning uchun, sintetik DNK yaratishning yangi usullari topilsa, bu tibbiyot olamida katta o'zgarishlar qiladi.

Eski usul yaxshi emas edi

Hozirgi paytda sintetik DNK yaratish — fosforamidi kimyosi deb ataladigan jarayonni talab qiladi. Ishlaydi, albatta, lekin zaharli erituvchilar, maxsus qurilmalar va — to'g'rirog'i — xavfsiz ishlatish uchun kimyo PhD kerak bo'ladigan narsalar talab etadi. Ko'pchilik kichikroq laboratoriyalarda buning imkoniyati yo'q.

Chelek qilish uchun tijorat oshxonasiga muhtoj bo'lgandek bir narsa.

Kremniy chip paydo bo'ldi

Harvarddagi (Pohang universiteti yordamida) jamoa qilgan ish — ajoyib. Ular neyronlarning elektr faolligini yozib olish uchun mo'ljallangan chipni oldilar, unga ozgina o'zgartirish kiritdilar va uni DNK zavodiga aylantirdilar.

Buning ajabtovur tomoni? Ular enzimatik DNK sintezidan foydalanadilar — ya'ni sanoat kimyoviy usulidan ko'ra, tirik hujayralar tabiiy ravishda DNK qanday qurishini taqlid qiladilar. Va zaharli erituvchilar o'rniga — asosan suvdan foydalanadilar.

Chipda aniq sozlanmish elektrodlar DNK zanjirini qurish uchun kerakli kimyoviy sharoitlarni boshqaradi. So'nggi tajribalarida ular 64 ta turli DNK ketma-ketligini bir vaqtning o'zida ishlab chiqardilar — har biri 39 nukleotiddan iborat. Bu oldingi — atigi o'n ikki dona atrofida ishlab chiqaradigan urinishlardan katta sakrash.

Loyiha rahbari Donhee Ham buni chipning aniq tok boshqaruvini "qayta yo'naltirish" deb atadi — neyronlardan molekulalarga. Bir xil asbob, boshqa vazifa. Haqiqatan ham, shunga o'xshash ijodiy yondashuv — ilm-fanni shunchalik qiziqarli qiladigan narsa.

Hali nimadir to'siq bo'lib turibdi

Endi, bu texnologiyani ortiqcha maqtamoqchi emasman. Unga hali ko'p ish kerak.

Tadqiqotchilar shuni aniqladilarki, sintez qilish joylarini kichraytirib, chipga ko'proq DNK ishlab chiqarish joyini sig'dirishga harakat qilganda, ishlar chiroqsiz bo'lib qoldi. Deproteksiya deb ataladigan bosqichda (nukleotiddan himoya guruhlarini olib tashlashda) molekulalar qo'shni joylarga sirg'aldi va aralashuv yuzaga keldi.

Bir tadqiqotchining so'zlariga ko'ra: "Cheklov proteksiya kimyosidan kelib chiqdi, kremniydan emas."

Demak, chipning o'zi yaxshi ishlaydi. Kimyo — bu taraqqiyot kerak bo'lgan qism. Ammo muhim jihat — bu hal qilinadigan muammo. Tadqiqotchilar aniq biladilar: keyinchalik nimaga e'tibor qaratish kerak.

Nima uchun bu menga qiziq?

Qarang, men texnologiya ixlosmandiman, biolog emasman. Lekin hatto menga ham nima ifodalashini tushunish mumkin.

Kelajakda:

• Data DNKda asrlab (ehtimol ming yillab) buzilmasdan saqlanishi mumkin
• Tibbiy davolash usullari yanada shaxsiylashtirilgan va arzon bo'lishi mumkin
• Biotexnika tadqiqotlarining atrof-muhitga ta'siri keskin kamayishi mumkin

Va tabiatning o'z axborot saqlash tizimidan zamonaviy ma'lumot muammolarini hal qilishda foydalanishda biror narsa shirin. Bu bir xil aylana bo'ylab qaytishdek — insonlar biologiydan o'rganadi, keyin o'sha bilimlarni inson ehtiyojlari uchun qo'llaydi.

Tadqiqotchilarning o'zlari ham tan olishadiki, amaliy DNK ma'lumot saqlash uchun kerakli miqyosga yetish uchun 64 tadan ancha ko'proq ketma-ketlikni parallel sintez qilish talab etiladi. Lekin ular shuni ham aytishadiki, bu chip ushbu maqsadga "atrof-muhit uchun xavfsiz yo'l" taklif qiladi.

Xulosa

Oldimizda yana bir necha yillik mehnat bor. Lekin har bir yutuq — konsepsiya isbotidan boshlanadi, va bu chip aynan shunday narsa. Bu — agar tabiatni sanoat jarayonlariga majbur qilishdan to'xtab, uning o'zi bilan hamkorlik qilsak, biotexnika qanday ko'rinish olishi mumkinligining bir tasavvuri.

Buni kuzatib boraman. Agar proteksiya kimyosini ishlab chiqilsalar, tibbiyot va ma'lumot saqlashda haqiqiy inqilob bo'lishi mumkin.

Endi, mening boram, bir daqiqa Harvard laboratoriyasida hayot molekulalarini qurishda juda, juda yaxshi bo'lgan kichkina chipni qadrlashim kerak.

Manba: Popular Mechanics