Logična vezja v celicah iz ledvic

Prestižna objava

S kolegom Rokom Gabrom ter več drugimi avtorji z inštituta in Centra odličnosti EN-FIST je v človeških celicah, pridobljenih iz ledvic, skonstruirala logična vezja, ki delujejo tako, kot delujejo logične operacije v računalnikih. S pomočjo proteinov so nadaljevali delo, ki so ga Alan Turing in njegovi nasledniki začeli v prvi polovici dvajsetega stoletja: ustvarili so sistem, v katerega na enem koncu vstavljate surove podatke, na drugem pa ven prihajajo obdelane informacije z novo sporočilno vrednostjo.

»V bistvu so to organizmi, ki jih lahko s pomočjo sintezne biologije poljubno prilagajamo,« je bil futurističen Rok Gaber. Delo znanstvenikov s Kemijskega inštituta je v principu res podobno razvijanju prvih računalnikov. Dejansko pa je to, kar počnejo, napoved prihodnosti. Tudi Mojca Benčina in Andreja Majerle sta bili navdušeni. En del vzameš tam, drugega tu in ju sestaviš v nekaj novega, sta razložili svoje zlaganje osnovnih bioloških gradnikov. Sedeli smo si nasproti in preverjali, ali se razumemo: če vzamemo dovolj majhne, dovolj osnovne koščke življenja, je iz njih mogoče sestaviti skoraj kar koli. Na vprašanje, zakaj bi kdo iz delov živih bitij hotel sestaviti računalnik, je v zraku obvisel prometejski odgovor – zato, ker ga lahko.

Članek o svojih odkritjih so slovenski sintezni biologi sredi januarja objavili v reviji Nature Chemical Biology. Ta velja za najbolj ugledno znanstveno publikacijo na tem področju. Niso bili sicer prvi, celične računalnike so že pred njimi sestavljale znanstvene ekipe po vsem svetu. A »računanje« jim je uspelo zelo poenostaviti. Objavo bodo danes zvečer proslavili v družbi ministra za izobraževanje, znanost in šport Jerneja Pikala ter predstavnikov urada predsednika republike.

Če bo celični računalnik kdaj deloval zunaj laboratorija, bo lahko reševal življenja, napovedujejo. »Ko telo zboli, se v njem spremenijo kemični procesi,« je rekla Mojca Benčina. »Celični računalnik lahko to zazna in ustrezno reagira.« Ker nima monitorja, je za »branje rezultatov« treba uporabiti svetlobo, ki preseva skozi celico, in na posameznih celičnih strukturah, ki so vključene v »računanje«, meriti spremembe njene valovne dolžine. »Hkrati bi lahko takšna naprava tudi že pripravila ustrezno zdravljenje. Lahko bi denimo uničila rakave celice, ki bi jih zaznala,« pravi Benčinova.

Prenos v prakso

Dosežek raziskovalne skupine, ki deluje pod vodstvom profesorja Romana Jerale, ima velik potencial. »Vendar smo mi zdaj raziskovanje končali,« pravi Tina Lebar. Naslednji korak v razvoju uporabnega celičnega računalnika, ki bi lahko odkrival in zdravil bolezni, je namreč povezan z mnogo obsežnejšimi raziskavami in bogatim financiranjem. »To si lahko privoščijo samo multinacionalke,« je pojasnil Gaber. Morda pa bi lahko katero od velikih farmacevtskih podjetij odkritja tudi odkupilo, ugibajo naši sogovorniki.

Prenos znanja iz znanstvenih laboratorijev v prakso (in v gospodarstvo) je v zadnjih letih osrednja tema debat o razvoju Slovenije. »Sintezna biologija je vsekakor veda prihodnosti,« pravi Lebarjeva. Sposobnost sestavljanja snovi, ki jih človeštvo potrebuje, iz osnovnih gradnikov, ki jih je v naravi na pretek, je zelo napredovala. »V ZDA in Veliki Britaniji je sintezna biologija del vladnega programa. Posebej so denar namenili samo za to. Študirati jo je mogoče tudi na fakultetah. O tem lahko pri nas samo sanjamo.« Govorili smo o dolgoročnem razvoju. »Slovenija bi se denimo lahko odločila in bi iz biomase izdelovali bioetanol,« je enega od primerov predstavila Benčinova. Vezni člen med biomaso, s katero je država bogato obdarjena, in bioetanolom, enim od goriv prihodnosti, je sintezna biologija.

»Ko doktoriram, bom najverjetneje odprl lastno podjetje, ki se bo ukvarjalo s sintezno biologijo,« je napovedal Rok Gaber. »Še nikoli poprej v zgodovini človeštva ni bilo mogoče organizmov tako enostavno spreminjati in jih prilagajati našim potrebam. Priložnosti so za nas izjemne.«