Γονίδια μαγιάς «επικοινωνούν»... με υπολογιστή

Μια ομάδα επιστημόνων στην Ελβετία και τις ΗΠΑ, με επικεφαλής ελληνικής καταγωγής ερευνητή, κατάφεραν να δημιουργήσουν μια ''κυβερνο-μαγιά'', φέρνοντας σε επικοινωνία τα γονίδια της μαγιάς με ένα ηλεκτρονικό υπολογιστή. Με αυτό τον τρόπο, ήταν πλέον σε θέση να ελέγχουν κατά βούληση την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των γονιδίων της μαγιάς μέσω ελεγχόμενων φωτεινών παλμών. Το επίτευγμα αποτελεί ένα... σημαντικό βήμα στην προσπάθεια να τεθούν υπό ηλεκτρονικό έλεγχο οι βιολογικές διαδικασίες και, μεταξύ άλλων, να παραχθούν στο μέλλον βιοκαύσιμα από μικρόβια ή πιο αποδοτικά αντιβιοτικά.
Οι ερευνητές του Εργαστηρίου Αυτομάτου Ελέγχου του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (ΕΤΗ) της Ζυρίχης, με επικεφαλής τον καθηγητή Γιάννη Λυγερό, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό βιοτεχνολογίας ''Nature Biotechnology'', σύμφωνα με το BBC, εργάστηκαν με ένα είδος του σακχαρομύκητα της μαγιάς (Saccharomyces cerevisiae) που από τα αρχαία χρόνια έχει χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αλκοόλ και ψωμιού, όπως μεταδίδει το Αθηναϊκό Πρακτορείο.
Ήδη από το 2002 οι επιστήμονες είχαν ανακαλύψει στον συγκεκριμένο μύκητα ότι, όταν εκτεθεί στο φως, ένα μόριό του (φυτόχρωμα) μπορεί να μεταβάλει μορφή, καθώς το ανοικτό κόκκινο χρώμα το ενεργοποιεί και το σκούρο κόκκινο χρώμα το επαναφέρει στην προηγούμενη κατάστασή του. Η δραστηριότητα του συγκεκριμένου μορίου ξεκινά ή σταματά τον γενετικό μηχανισμό που έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης.
Οι ερευνητές αξιοποίησαν αυτή την ανακάλυψη έτσι ώστε όταν η μαγιά παρήγαγε την εν λόγω πρωτεΐνη (γεγονός που αντιστοιχούσε την ενεργοποίηση του σχετικού γονιδίου), κάτι τέτοιο γινόταν ορατό μέσω ενός άλλου μορίου που εκπέμπει φως. Έτσι, δημιουργήθηκε μια διαδικασία ελεγχόμενης αλληλεπίδρασης: όταν φώτιζαν με κόκκινο φως την μαγιά, ήσαν σε θέση να βλέπουν τα κύτταρα του μύκητα να ενεργοποιούν το σχετικό γονίδιο, ενώ όταν άλλαζαν το χρώμα του φωτός που έριχναν στη μαγιά, σταματούσαν την παραγωγή της πρωτεΐνης και, κατά συνέπεια, απενεργοποιούσαν το ανάλογο γονίδιο.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα πρόγραμμα λογισμικού που τους επιτρέπει να ελέγχουν πόσο ακριβώς φως χρειάζεται για να ενεργοποιηθεί μια συγκεκριμένη ποσότητα γονιδίων. Προς το παρόν πάντως, όπως δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής, η διαδικασία δεν έχει ακόμα απλοποιηθεί σε σημείο που να θυμίζει βιολογικό ''διακόπτη'', καθώς, μεταξύ άλλων, εμπλέκονται διάφορες πολύπλοκες βιοχημικές αντιδράσεις.
Αν και βρίσκεται σε πειραματικό ακόμα στάδιο, η νέα έρευνα αποτελεί ένα ακόμα βήμα προκειμένου οι βιολογικοί μηχανισμοί στο εσωτερικό των οργανισμών να τεθούν υπό τον έλεγχο των επιστημόνων και να δημιουργηθούν ''γέφυρες'' μεταξύ του κόσμου των έμβιων όντων και του κόσμου των άβιων μηχανών. Ορισμένες επιστημονικές ομάδες προσπαθούν να δημιουργήσουν υβριδικά-συνθετικά κυκλώματα (βιολογικά-ηλεκτρονικά) στο εσωτερικό των κυττάρων, κάτι όμως που συναντά μεγάλες δυσκολίες. Ο καθηγητής Λυγερός θεωρεί ότι η διαδικασία διευκολύνεται μέσω εξωτερικών σημάτων, όπως στη συγκεκριμένη περίπτωση με το φως.

real.gr