Badania DNA pozwalają obecnie na przykład ustalić pochodzenie sprowadzanych z zagranicy produktów roślinnych czy zwierzęcych. Tego rodzaju badania wymagają jednak analizy pobranych próbek w laboratorium, co jest kosztowne i czasochłonne.

Aby przyspieszyć i ułatwić tego rodzaju badania, grupa badawcza profesora Alexandra Zelikina z Uniwersytetu w Aarhus (Dania) opracowała (DOI: 10.1038/s41467-025-64636-z) specjalne białka, które w obecności poszukiwanej sekwencji DNA emitują światło. Światło to można zarejestrować aparatem w telefonie.

„Odkryliśmy, jak instruować białka, aby generowały światło, gdy pojawiają się określone sekwencje DNA. Można to wykorzystać na przykład do identyfikacji kraju pochodzenia partii pomidorów, ale metoda może być również przydatna w sektorze opieki zdrowotnej, rolnictwie lub przemyśle farmaceutycznym do łatwej i taniej analizy próbek – wyjaśnił profesor Zelikin. - Wierzymy, że kryje się w tym ogromny potencjał”.

W laboratorium Alexandra Zelikina inżynierowie konstruują cząsteczki i komórki. W niektórych przypadkach jego zespół projektuje nowe cząsteczki i instaluje je w komórkach ssaków, aby nadać im nowe funkcje. Starają się jednak również budować syntetyczne komórki od podstaw.

„W najbliższym czasie raczej nie stworzymy w ten sposób nowego życia. Nie dlatego to robimy. Robimy to, aby lepiej zrozumieć i kontrolować naturalne komórki. Naszym głównym celem jest kontrolowanie aktywności cząsteczek w przestrzeni i czasie, wewnątrz i na zewnątrz komórki. Koncentrujemy się w szczególności na enzymach, które mogą wytwarzać ATP, czyli paliwo komórkowe, oraz polimerazach, których komórka używa do budowy RNA i DNA” - tłumaczył profesor.

Prowadząc tego rodzaju badania duński zespół lepiej zrozumiał mechanizmy komórkowe. Naukowcy nauczyli się konstruować białka, które generują światło w obecności określonych sekwencji DNA.

„Pierwszym krokiem jest zbudowanie błony, która definiuje wnętrze sztucznej komórki. W naszej pracy, podobnie jak w komórkach naturalnych, błona zbudowana jest z lipidów, które łączą się w podwójną warstwę. Następnie projektujemy sposoby przesyłania informacji przez błonę. Na koniec tworzymy narzędzia do interpretacji tych informacji, co odbywa się poprzez łączenie elementów wewnątrz komórki, w tym DNA i białek” - opisał badacz.

Grupa badawcza Aleksandra Zelikina dąży do zbudowania inteligentnych komórek syntetycznych, zaprogramowanych do reagowania na otoczenie w określony sposób. „Dla nas najważniejszym wyzwaniem jest zaprojektowanie mechanizmów komunikacji, aby sztuczne komórki mogły komunikować się z otoczeniem, rozumieć otrzymywane informacje i na nie reagować” - wskazał Zelikin.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/