Что общего между авариями в системе электроснабжения и нарушениями метаболизма в живой клетке? Оказывается, не так уж и мало.
Клеточные аварии: Отключения для спасения

Группа ученых, работающих под руководством Адильсона Моттера (Adilson Motter), утверждает, что прицельное удаление генов может восстановить нормальное функционирование клеток с генетическими дефектами.

Прежде чем выступить с подобным заявлением, авторы собрали большое количество экспериментальной информации о метаболических системах трех видов одноклеточных. На основе этих данных была создана модель, позволяющая виртуально управлять биологическими функциями клеток, нарушенными в результате генетического дефекта.

Интересно, что предпосылкой для исследования стала более ранняя работа Моттера, посвященная энергетической системе США — другой сложной системе, очень отличающейся и одновременно во многом сходной с биологическими системами. После аварии энергосистемы на северо-востоке США в 2003 г., когда серия последовательных отключений привела к самому продолжительному сбою электроснабжения в истории страны, специалисты установили, что подобных происшествий можно избежать, или, по крайней мере, снизить связанные с ними потери, если при появлении первых признаков нестабильности преднамеренно отключить отдельные компоненты системы.

Моттер утверждает, что этот принцип применим и к биологическим системам, в которых один дефектный ген может запускать целый каскад нарушений. Результаты исследования также свидетельствуют о том, что небольшое преднамеренное повреждение может предотвращать гораздо более значительные потери.

Исследователи использовали разработанную ими компьютерную модель для симуляции функционирования одноклеточного организма. Они начали работу с «идеальной клетки», из генома которой удаляли один из ключевых генов, что значительно замедляло или полностью останавливало ее рост. Не если затем удалять дополнительные гены, это стимулирует виртуальную клетку к использованию альтернативных механизмов жизнедеятельности и восстановлению способности к росту. Интересен тот факт, что чем больше ученые удаляли генов, тем выше был уровень восстановления клетки — до определенных пределов, разумеется. По словам авторов, в основе этого эффекта лежит оптимизация ресурсов, которые в нормальных условиях недостаточно или вообще не используются клеткой.

О других особенностях регуляции работы генов — за изучение которых даже была вручена Нобелевская премия — читайте: «Премия за генный выключатель».

«Вечная молодость»