• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Komunikacja komórkowa na sposób unijny

    10.01.2011. 16:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Europejscy naukowcy prowadzą intensywne prace w celu wypracowania nowych podejść do systemów komunikacji komórkowej, które składają się na elementy biologicznych urządzeń obliczeniowych. Informatyka biologiczna zajmuje się brakami, które mają wpływ na nasze życie, a także wspomaganiem naukowców w projektowaniu bardziej innowacyjnych metod leczenia chorób.

    Naukowcy z projektu CELLCOMPUT (Obliczenia biologiczne oparta na systemach komunikacji komórkowej) dostarczają informacji na temat sposobu projektowania i budowania złożonych urządzeń, składających się z dwóch, trzech lub większej liczby zaprogramowanych komórek, które tworzą komponenty takich urządzeń. Projekt CELLCOMPUT otrzymał 1,72 mln EUR z tematu "Nowe i pojawiające się nauki i technologie" (NEST) Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

    Naukowcy uczestniczący w projekcie twierdzą, że możliwa jest komunikacja między komórkami zmodyfikowanymi genetycznie, które opisują jako układy elektroniczne. Pracując pod kierunkiem Uniwersytetu w Gothenburgu w Szwecji naukowcy poczynili olbrzymie postępy, które umożliwią w przyszłości budowanie złożonych systemów, tam gdzie własne komórki organizmu pomagają utrzymać zdrowie człowieka. Wyniki badań zostały niedawno zaprezentowane na łamach czasopisma Nature.

    Naukowcy wykorzystali komórki drożdży do wygenerowania syntetycznych układów opartych na komunikacji międzykomórkowej regulowanej przez geny. Zmodyfikowali komórki genetycznie w taki sposób, aby "odczuwały" swoje otoczenie na podstawie ustalonego zestawu kryteriów, wysyłając następnie sygnały do innych komórek drożdży poprzez wydzielanie molekuł.

    Zespół stwierdził, że łączenie różnych komórek jest niczym budowanie z klocków LEGO i skutecznie prowadzi do powstania bardziej złożonych układów. Naukowcy twierdzą, że mogą wykonywać złożone funkcje "elektroniczne" dzięki konstrukcji z komórek drożdży z różnymi modyfikacjami genetycznymi.

    "Chociaż komórki zmodyfikowane genetycznie nie mogą wykonać takiej samej pracy jak prawdziwy komputer, nasze badania otwierają drogę do budowania złożonych konstrukcji z takich komórek" - wyjaśnia Kentaro Furukawa z Wydziału Biologii Komórki i Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Gothenburgu, współautor artykułu.

    "W przyszłości spodziewamy się, że możliwe będzie wykorzystanie podobnych systemów komunikacji komórka-komórka w organizmie człowieka do wykrywania zmian w stanie zdrowia, aby pomóc zwalczyć chorobę we wczesnym stadium, lub do pełnienia funkcji biosensorów wykrywających zanieczyszczenia w powiązaniu z naszą umiejętnością rozkładania substancji toksycznych w środowisku."

    Projektowanie komórek in-silico umożliwia komunikowanie się w przewidywalnej materii w celu stworzenia systemów komunikacji.

    Zdaniem naukowców biologia syntetyczna dopiero znajduje swoje miejsce w świecie badań naukowych. "Jednym z zastosowań jest projektowanie systemów biologicznych, które nie występują w przyrodzie" - zauważają. Należy zauważyć, że wcześniejsze badania nad opracowaniem rozmaitych, sztucznych połączeń w komórkach zmodyfikowanych genetycznie, np. oscylatorów, sensorów i wyłączników, okazały się owocne.

    Wiele z tych sztucznych sieci można wykorzystać w medycynie i przemyśle, np. do biomonitoringu albo bioremediacji (wykorzystanie metabolizmu mikroorganizmów do usuwania zanieczyszczeń), a także w rolnictwie. Niemniej naukowcy twierdzą, iż pomimo ogromnego potencjału tych sztucznych połączeń istnieją na razie ograniczenia techniczne, które wynikają głównie z tego, że sztuczne systemy w poszczególnych komórkach nie funkcjonują zgodnie z oczekiwaniami.

    Wkład w badania wnieśli naukowcy z Hiszpanii i Niemiec.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach.

    Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach.

    Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach.

    Pluripotencja (pluripotencjalność) jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko. Z pluripotencjalnych komórek macierzystych pochodzących z najwcześniejszego stadium zarodka – 5-dniowej blastocysty biorą początek komórki wszystkich tkanek i narządów. Zaledwie 30-35 tych komórek, z których składa się węzeł zarodkowy blastocysty "gromadzi" instrukcje dla 100 bilionów (10) komórek tworzących ludzki organizm.

    Biologia syntetyczna – dyscyplina naukowa stanowiąca połączenie biologii molekularnej i inżynierii, której celem jest projektowanie i tworzenie sztucznych systemów biologicznych wzorowanych na naturalnych. W odróżnieniu od klasycznej inżynierii genetycznej biologia syntetyczna kładzie duży nacisk na racjonalne projektowanie nowych systemów oraz intensywne wykorzystanie technik modelowania matematycznego w celu przewidzenia zachowania się układu oraz optymalizacji jego działania.

    Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale.

    Integracja automatyki (integracja systemów automatyki przemysłowej) – ogół prac związanych z automatyzacją procesów przemysłowych: od projektowania, ewentualnie doboru urządzeń lub elementów systemu, przez montaż, po wdrożenie i uruchomienie urządzeń lub systemów do kontroli i sterowania pracą innych urządzeń technicznych, a także włączanie tych urządzeń lub systemów do współpracy z już funkcjonującymi systemami automatycznymi i informatycznymi.

    Dodano: 10.01.2011. 16:49  


    Najnowsze