Tänk dig en framtid där du kan injiceras med bakterier som bär designer DNA som släpper ut cancerbekämpande droger när det hittar en tumör i kroppen.

Ett team biologiska ingenjörer på MIT har tagit ett stort steg mot denna framtid med utvecklingen av ett nytt programmeringsspråk som möjliggör snabb utformning av komplexa funktioner för DNA-sekvenser som kan sättas in i levande celler.

Dessa funktioner kan omfatta detektera eller reagera på specifika problem, som en hög temperatur eller en tumör.

Christopher Voigt, biologisk ingenjörsprofessor vid MIT, förklarade hur det fungerar.

"Du använder ett textbaserat språk, precis som du programmerar en dator", säger Voigt. "Då tar du den texten och du sammanställer den och det blir en DNA-sekvens som du sätter i cellen, och kretsen går inuti cellen."

Hittills kan byggandet av en biologisk krets ta så lång tid som ett år, men det nya programmet betyder "du slår bara på knappen och genast får en DNA-sekvens att testa", sa Voigt.

Datorer till celler

Språket är baserat på maskinvarubeskrivningsspråket Verilog, som vanligare har använts för att designa digitala kretsar.

För att få det att fungera för levande celler konstruerade forskarna datorkomponenter, såsom sensorer, som kan kodas in i en DNA-sekvens.

När DNA-sekvenserna är inbäddade i en cell för att bilda en krets kan dessa sensorer, som är anpassningsbara, användas för att detektera föreningar, såsom syre eller glukos, eller till och med ljus, temperatur och andra miljöförhållanden.

Men kanske mer imponerande är att det i allt väsentligt innebär att alla kan använda den för att programmera funktioner de vill ha en levande cell att utföra, och det kommer att generera DNA utan behov av speciell genetisk teknik.

"Det är det som verkligen är annorlunda," sade Voigt. "Du kan vara en student på gymnasiet och gå in på den webbaserade servern och skriva ut det program du vill ha, och det spetsar DNA-sekvensen."

Under testen programmerade laget 60 kretsar med olika funktioner och 45 av dem fungerade framgångsrikt.

För närvarande har språket optimerats för E. coli-bakterierna, men laget arbetar med att expandera språket för andra stammar av vanligare bakterier.

  • MIT låser hemligheten till säkrare, hårdare och starkare Wi-Fi

Topp bild kredit: iStock / ClaudioVentrella

Via MIT