Международная группа исследователей из Калифорнийского университета и Римского университета Тор Вергата разработала синтетические гены, которые могут функционировать как строительные блоки для создания внутриклеточных структур. Результаты исследования опубликованы в журнале *Nature Communications*.
Сложные организмы развиваются из одной клетки, проходя через процессы деления и дифференциации, которые контролируются многочисленными биомолекулами и каскадами генов. Эти механизмы регулируют не только время, но и место активации конкретных генов, обеспечивая правильное формирование организма. Например, у плодовых мушек такой процесс управляет сегментацией тела.
В новом исследовании ученые использовали так называемые «ДНК-плитки» — конструкции из нескольких синтетических нитей ДНК, которые взаимодействуют друг с другом и могут собираться в трубчатые структуры микронного масштаба. Эти структуры формируются только в присутствии определенной молекулы РНК, которая инициирует процесс сборки. Также была использована другая молекула РНК, способная разрушать образовавшиеся структуры, давая возможность контролировать процесс их разрушения.
Кроме того, ученые запрограммировали синтетические гены, чтобы те запускали выпуск сигнальных молекул РНК в строго определенные моменты. Это позволило создать искусственный генетический каскад, который может управлять формированием и разрушением клеточных структур.
Это открытие имеет большое значение для синтетической биологии и может найти практическое применение в медицине и биотехнологиях, открывая новые возможности для разработки инновационных методов лечения и создания биологически активных материалов.