In u campu di a biologia sintetica, i circadori cercanu constantemente modi innovatori per cuncepisce circuiti biologichi chì ponu cuntrullà e funzioni cellulari. U prufessore Hirohide Saito è a so squadra di l'Università di Kyoto anu fattu passi significativi in questa zona sfruttendu u putere di l'anticorpi unichi per custruisce bio-circuiti cù una flessibilità è un putenziale senza precedente.
E cellule sò dotate di meccanismi regulatori intricati chì li permettenu di sente i cambiamenti in u so ambiente è di risponde in cunseguenza. Questi miccanismi implicanu prucessi cum'è a trascrizzione (conversione da DNA à RNA) è a traduzzione (cunversione da RNA à a proteina), è ancu e modificazioni post-traduzzione. In a natura, e cellule utilizanu sti miccanismi per modulà e so funzioni basate nantu à a dispunibilità di nutrienti, i cambiamenti metabolichi è e risposte immune à l'organisimi invadenti.
Pigliendu ispirazione da a natura, a squadra guidata da u prufessore Saito hà utilizatu anticorpi, proteine altamente versatili chì ponu unisce à una larga gamma di miri, per detectà molécule specifiche in e cellule. L'anticorpi pussede una regione variabile formata da una catena pesante è ligera, chì interagisce cù e molécule di destinazione quandu sò prisenti in e cellule. Attaccà queste regioni variabili à una RNA polimerasi T7 split (RNAP), i circadori anu pussutu attivà l'espressione genica è cuntrullà e funzioni cellulari in risposta à a presenza di molécule specifiche.
A squadra hà dimustratu a versatilità di u so sistema, cunnisciutu cum'è RNAP dipendente da u target (TdRNAP), detectendu diverse molécule di destinazione, cumprese antigeni, peptidi, sequenze di RNA è molecule chjuche. Per persunalizà e sequenze di a regione variabile, anu pussutu cambià trà e diverse molécule di destinazione per a rilevazione. Inoltre, cumminendu diverse varianti di RNAP, anu creatu cù successu circuiti biologichi multilayer per l'amplificazione di u signale è a trasduzione di signali ortogonali.
Al di là di a rilevazione di a molecule di destinazione, i circadori anu dimustratu u putenziale di u sistema TdRNAP per l'editazione di u genoma specificu di e cellule. Hanu utilizatu u sistema per induce l'espressione di RNA di guida (gRNA), chì dopu hà attivatu l'eliminazione mediata da CRISPR / Cas9 di un transgene in una linea cellulare sperimentale.
U sviluppu di u sistema TdRNAP apre pussibulità eccitanti in i campi di a bioingegneria è a medicina regenerativa. Fornisce à i circadori un strumentu putente per custruisce bio-circuiti chì ponu detect una varietà di molécule intracellulari è cuntrullà precisamente e funzioni di e cellule. Stu prugressu hè prumessu per rinfurzà l'efficacità è a sicurità di e future terapie genetiche è cellulari.
Source: phys.org