Дополнив свою последнюю работу [2] электродами, чувствительными к глюкозе, Евгений Кац (Evgeny Katz) и Шей Мэйлокс (Shay Mailloux) из Университета Кларксон при сотрудничестве с Жаном Халамек (Jan Halámek) из Университета Нью-Йорка в Олбани разработали логическую биомолекулярную систему высвобождения фармацевтически активного компонента. Электрод, покрытый редокс-активной полимерной пленкой альгината, поперечно сшитой ионами железа(III) и содержащей механически связанные биомолекулы, выполняет функцию элемента, высвобождающего лекарственное вещество, а электрод, модифицированный пирролохинолинхиноном [pyrroloquinoline quinone (PQQ)], выступает в качестве биокаталитического электрода.

Система отличается высокой селективностью, поскольку она реагирует только на специфические комбинации биомолекулярных возбуждающих сигналов, которые обрабатываются тщательно разработанной системой последовательно расположенных логических элементов – затворов. В результате окисления NADH биокаталитический электрод генерирует отрицательный потенциал и ток восстановления. В свою очередь, ионы железа (III) восстанавливаются до железа(II), пленка становится растворимой и инкапсулированные в ней биомолекулы высвобождаются. Использование NADH для инициирования высвобождения является важным достижением, поскольку NADH может быть сгенерирован многочисленными биокаталитическими системами организма, а это позволяет расширить применение разработанной модельной системы.

Евгений Кац говорит, что новизна представленного подхода заключается в высвобождении целевой молекулы при получении определенных сигналов, которые в итоге могли бы быть сигналами, получаемыми от тела пациента.

Он подчеркивает, что эта работа впервые представляет систему объединяющую биологические вычисления с высвобождением биомолекулы.

Кац поясняет, что исследование демонстрирует применение биологических вычислений, иными словами обработки данных с помощью биохимических способов, для инициирования последующего процесса. Такой процесс мог бы сравниться с соединением компьютера с принтером. В таком сочетании компьютер обрабатывает информацию, а принтер печатает данные. По существу, разработанная исследователями биохимическая система работает именно таким образом.

Э Празанна де Силва (A Prasanna de Silva), эксперт по квантовой химии из Королевского университета Белфаста в Великобритании, описывает систему как редкий образец логического высвобождения лекарства. Ему вторит Энди Адамацки (Andy Adamatzky) из Университета Западной Англии в Великобритании, говоря, что

проведенное учеными исследование открыло новые области применения для вновь появляющихся моделей расчетов. Исследователи смогли перенести необычные способы вычислений из исключительно теоретической области в живую прикладную сферу, где представления о необычной обработке данных и принятие решения могут осуществляться с участием биомолекул и, в перспективе, применяться для лечения заболеваний.

Хотя представленная исследователями концепция еще не готова для полноценного медицинского применения, работа над повышением ее практичности уже находится на пути реализации, Исследователи для осуществления поставленной задачи пытаются использовать настоящие биологические жидкости.

Источники:

[1] Analyst, 2014, DOI: 101.1039/c3an02162a;

[2] Chem. Commun., 2013, 49, 4755 (DOI: 10.1039/c3cc42027b).

У идеи много противников, выдвигающих два серьезных возражения.

Первое — пересылать можно не только лекарства, но и смертоносные вирусы, например, вирус лихорадки Эбола, поэтому нужны особые меры предосторожности и защиты от смертельного спама. Во-вторых, белок, вирус или другой биообъект в цифровом виде чрезвычайно хрупки: лишняя или случайно выпавшая единичка в цепочке цифр может привести к тому, что, будучи перепечатан на биопринтере после пересылки, он уже не будет функционировать.

Но даже противники признают, что биологическая телепортация способна кардинально изменить современную медицину.

Конечно, вряд ли Вентер получит за какое-то из своих открытий Нобелевскую премию. Однажды, щелкнув мировое научное сообщество по носу, он сумел заслужить со стороны коллег гигантское уважение, но, тем не менее, это прежний «анфан террибль», а таким медалей не выдают.

Если у человека случается минута всемирной славы, то он знает, что больше таких минут в его жизни не будет. Вентер же эти моменты словно коллекционирует.

Ветеран войны во Вьетнаме (он там был медиком), затем студент на грани отчисления, плейбой, любитель виндсерфинга, затем вдруг генетик, которому отказывают в финансировании для участия в программе «Геном человека». После пары безуспешных попыток получить грант он плюет на всякую государственную поддержку и становится генетиком, «который бродит сам по себе». Став таким бродячим генетиком, что само по себе феномен в современном научном мире, он быстро находит инвесторов, проводит несколько блестящих исследований, основывает компанию «Селера» и бросает перчатку фактически всему этому миру со словами «Я первым расшифрую геном человека!».

Свое обещание он выполнил.

Дальше начинаются скандалы. Сначала скандал со всем миром, когда он не желает отдавать свое открытие даром (ведь затрачены деньги!), потом скандал с собственной компанией. Разругавшись с собственным директоратом (что-то там не очень внятное вокруг генома мыши), он покидает «Селеру», и о ней больше никто не слышит.

Казалось бы, и Вентера ждет та же судьба: Крейг сделал свое дело — Крейг может уйти. Не тут-то было. Он организует свой собственный институт, который тут же начинает будоражить мир результатами своих генетических изысканий. Сначала эти результаты не идут ни в какое сравнение с расшифровкой человеческого генома (так, он расшифровал геном собственного пса), затем они становятся посерьезнее и заканчиваются созданием бактерии с искусственно созданной ДНК.

Теперь Вентер снова удивил коллег. Но, похоже, они удивились бы куда больше, если бы он перестал это делать.