Először sikerült géneket kapcsolgatni számítógéppel

Svájci kutatóknak sikerült olyan kapcsolatot létrehozniuk élesztősejtek és számítógép között, amelynek segítségével be és ki tudták kapcsolni bizonyos gének működését.

Számítógéppel vezérelt fényfelvillanásokkal szabályozták a génkifejeződést az élesztőben a svájci Szövetségi Műszaki Egyetem kutatói. John Lygeros és munkatársai a Nature Biotechnology folyóiratban számoltak be eredményeikről, amelyek felhasználásával a jövőben szabályozni lehet olyan biológiai folyamatokat, amilyen például a mikrobák bioüzemanyag-termelése.

Japán kutatók még 2002-ben felfedezték, hogy ha a sörélesztőt (Saccharomyces cerevisiae) fényhatásnak teszik ki, egy az élesztőben lévő molekula, az úgynevezett fitokróm képes megváltoztatni az alakját. A vörös fény aktív formába alakítja, a mélyvörös fény pedig visszaváltoztatja a molekulát.

A fitokróm alakváltozása bekapcsolhatja vagy leállíthatja azt a genetikai gépezetet, amelynek eredményeként egy adott fehérje termelődik. A svájci kutatócsoport a fehérjetermelődést, vagyis a gén bekapcsolódását egy úgynevezett közvetítő, riporter molekula fluoreszcenciájával (fénykibocsátásával) követte nyomon.

Élesztősejtek pásztázó elektronmikroszkópos képe

A kutatócsoport kifejlesztett egy számítógépes modellt, hogy megállapítsa, pontosan mennyi ideig tartson egy-egy fényimpulzus a kívánt hatás - génkifejeződés - eléréséhez.

Az eredmények segítenek jobban megérteni a sejtjelzéseket, vagyis azokat a kémiai üzeneteket, amelyek összehangolják a sejtek együttműködését egy szervezetben. Ezenkívül közvetlen gyakorlati hasznuk is lehet az ilyen kísérleteknek, például hatékonyabbá tudjuk tenni a mikrobák bioüzemanyag- vagy antibiotikum-termelését.