Искусственные клетки производят части вирусов для безопасных исследований

Учёные, ищущие лучшие диагностические тесты, лекарства или вакцины против вируса, должны начинать с расшифровки его структуры. Исследование высокопатогенных вирусов может быть опасным. Профессор Рой Бар-Зив, штатный учёный д-р Ширли Шульман Даубе, д-р Охад Воншак и студент-исследователь Ифтах Дивон предложили оригинальное решение: производство вирусных частей внутри искусственных клеток.

Клетки представляют собой микрометровые отсеки, вытравленные на кремниевом чипе. На дно каждого отсека учёные прикрепили плотно упакованные нити ДНК. Края искусственных клеток были покрыты рецепторами, способными захватывать производимые внутри белки. Учёные заполнили клетки всем необходимым для синтеза белков — молекулами и ферментами для считывания информации с ДНК. Затем, без дальнейшего вмешательства человека, "ковёр" из рецепторов захватил один из производимых белков, а остальные вирусные белки связывались друг с другом, создавая структуры, заранее "запрограммированные" в систему. В данном случае были созданы различные небольшие части бактериофага (вируса, поражающего бактерии).

"Мы обнаружили, что можем контролировать процесс сборки — как эффективность, так и конечные продукты — через дизайн искусственных клеток. Это включает их геометрическую структуру, размещение и организацию генов. Всё это определяет, какие белки будут произведены и, в конечном счёте, что будет собрано из этих белков", — говорит Бар-Зив.

Воншак добавляет: "Поскольку это миниатюрные искусственные клетки, мы можем разместить множество их на одном чипе. Мы можем изменять дизайн различных клеток, чтобы разные задачи выполнялись в разных местах одного чипа".

Особенности системы, разработанной в Институте Вейцмана, включая возможность одновременного производства разных небольших частей одного вируса, могут дать учёным по всему миру новый инструмент для оценки тестов, лекарств и вакцин против этого вируса.

Дивон отмечает: "И поскольку искусственные части — даже если они точно воспроизводят части вируса — не предполагают использования настоящих вирусов, они будут особенно безопасны с начала до конца".

"Ещё одно возможное применение, — говорит Шульман Даубе, — может заключаться в разработке чипа, способного быстро и эффективно проводить тысячи медицинских тестов одновременно".