Метаболизм живой клетки можно заметно «улучшить», и не трогая ее гены: достаточно добавить в нее новые искусственные органеллы. Этот подход создаст не только эффективные лекарственные средства, но и позволит «проапгрейдить» всего человека.
«Апгрейд» на клеточном уровне: Фотосинтез в клетках кожи

Клетки сложных многоклеточных (и некоторых развитых одноклеточных) организмов содержат внутренние «отсеки» — органеллы, выполняющие различные метаболические функции. Митохондрии вырабатывают энергию, рибосомы синтезируют белки, в ядре хранится, копируется, и контролируемо «расшифровывается» генетическая информация. Швейцарские исследователи во главе с Вольфгангом Мейером (Wolfgang Meier) научились создавать синтетические аналоги этих органелл, и в опытах над культурой человеческих клеток «в пробирке» показали, что такие «протезы» способны оказывать на метаболизм заметно положительное влияние.

Мейер с коллегами синтезировали необходимые белки и помещали их в капсулу, состоящую из вещества, которое стимулировало белые клетки крови (макрофаги) поглощать их. Для своих экспериментов ученые использовали набор ферментов, синтезирующих флюоресцентные вещества, появление которых легко было бы обнаруживать. Изменяя свойства мембраны капсулы, они могли менять набор веществ, проникающих внутрь капсулы и выходящих из нее — и таким образом влиять на ход реакции. «Мы назвали это «нанореактором»», — замечает Мейер. Действительно, их несложный «биореактор» имеет лишь 200 нм в диаметре, то есть в 400 раз тоньше человеческого волоса.

По мнению авторов, их искусственные органеллы (если их, конечно, «нашпиговать» подходящим набором ферментов) могут работать и в других человеческих клетках — а это открывает возможности для нового типа противораковой терапии. К примеру, в современных видах химиотерапии пациент получает безопасное вещество — предшественник «клеточного яда», которое превращается в убийцу только в присутствии определенного фермента. А этот фермент связан с поверхностью антител, обнаруживающих только раковые клетки, но игнорирующих все остальные. Мейер считает, что этот метод еще лучше использовать с его искусственными «биореакторами», вводя нужный фермент сразу внутрь клеток, где он будет действовать намного эффективнее. По его словам, внутри клеток можно было бы создать «органеллу самоубийства», которая активировалась бы лишь после ее перерождения в раковую.

Впрочем, более обнадеживающими выглядят перспективы использовать такие органеллы для лечения дефицита разнообразных ферментов — к примеру, лактазы, нехватка которой вызывает непереносимость молочных продуктов.

Ну а в более далеком будущем этот метод позволит оснастить человеческие клетки несвойственными им метаболические функциями. В принципе, такие «биореакторы» могут позволить вести фотосинтез в клетках нашей кожи — и в случае голода будет достаточно просто погреться на солнышке. О том, во что в итоге может превратиться человеческое тело — после разнообразных сверхсовременных «апгрейдов» — читайте также в статье «Homo technicus».

По публикации The New Scientist Tech