Логічні генетичні схеми зможуть стати перешкодою для поширення онкологічних захворювань.
Діагностика раку та інших онкологічних захворювань є досить складним заняттям, особливо на ранніх стадіях захворювання, коли різниця між здоровими і раковими клітинами ще не істотна. Було б чудово, якщо б існувала можливість запрограмувати клітини таким чином, що вони самі стали б реагувати на злоякісні зміни, і, виявляється, така можливість вже існує.
З багатьох сторін клітини живих організмів можна розглядати як мікроскопічні комп'ютери. У них є програма, яка закодована у вигляді генної послідовності, клітини можуть обробляти біохімічним способом інформацію і обмінюватися інформацією з іншими клітинами хімічним шляхом. Так як люди вже навчилися складати гени заданій послідовності, ми можемо забезпечити наші власні мікроскопічні комп'ютерами додатковими програмами, наприклад, антивірусами.
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту і швейцарського інституту ETH в Цюріху успішно спроектували генетичну логічний ланцюг, свого роду антивірус, який перевіряє живу клітину на наявність раку і в разі виявлення такого видає клітці інструкції для здійснення самогубства.
Більшість типів ракових клітин починають виробляти невеликі частини РНК, звані мікро-РНК, в кількостях, які істотно відрізняються від кількостей, що виробляються в здорових клітинах. Крім того, різні види злоякісних клітин виробляють різні типи мікро-РНК. Використовуючи це, вчені створили синтетичний ген, за допомогою якого клітина починає сама виробляти білок, який призводить до некрозу клітини. Але для активації гена-антивірусу потрібна наявність в плазмі клітини певних видів мікро-РНК і в певних високих концентраціях. У здорових клітинах, де концентрація мікро-РНК буде низька, ген-антивірус буде знаходитися а непрацюючому стані і клітина буде жити в звичайному режимі.
Остання версія синтетичного гена, розробленого вченими, містить шість біохімічних "вимикачів", налаштованих на різні види мікро-РНК. Для активації гена потрібно, що б всі шість вимикачів спрацювали одразу, тільки в цьому випадку починається виробництво білка, що викликає некроз клітини. Іншими словами, клітина перевіряє сама себе на наявність раку шістьма різними способами, і якщо хоч один з них дає негативний результат, клітина залишається жити далі.
Таким чином, замість того, що б проводити довгі і дорогі дослідження, спрямовані на визначення ракових захворювань, можна буде тільки ввести штучні гени в клітини, клітини самі вирішать, злоякісні вони чи ні, і приймуть відповідні заходи в разі необхідності. Складність логічної схеми гарантує, що тільки ракові клітини вб'ють самі себе, а саму схему можна налаштувати на визначення різних типів раку або інших онкологічних захворювань.
Продемонструвавши на практиці можливості логічних генних схем, дослідники оптимістично сподіваються, що нова технологія в майбутньому може використовуватися в більш широких масштабах для виявлення і профілактики не тільки онкологічних, а й інших захворювань, що змінюють внутрішню біохімію клітини.