Ученые создали технологию управления генетической экспрессией для «интернета тела» — Naked Science
5 минут
Денис Гордеев
2

Ученые создали технологию управления генетической экспрессией для «интернета тела»

4.9

Управлять девайсом для регуляции биохимических функций организма можно с помощью смартфона.

Устройство
Устройство, разработанное швейцарскими учеными, размером всего лишь с монету / Krawczyk, Buchmann et al., Science, 2020

Команда ученых из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе впервые смогла регулировать генную экспрессию, используя для этого электрический ток. Такую технологию можно использовать для создания биомедицинских имплантов, которые могут дистанционно включаться и выключаться. Статья об исследовании опубликована в журнале Science.

Для реализации методики авторы работы создали имплант размером с монету. Он состоит из печатной управляющий платы и капсулы, содержащей клетки человека: обе части импланта соединены миниатюрным электрическим кабелем. Устройство активируется при помощи радиосигнала, после чего управляющая плата начинает генерировать электрический ток для активации клеток.

Электричество стимулирует калиевые и кальциевые каналы в мембранах. Эти каналы, в свою очередь, запускают биохимический каскад, регулирующий экспрессию гена синтеза инсулина — гормона, отвечающего за утилизацию глюкозы в организме. Накапливающийся инсулин заключается в пузырьки-везикулы, которые сливаются с мембраной и высвобождают таким образом гормон из клетки.

Вживляемое устройство обеспечивает синтез необходимого вещества, в данном случае — инсулина / Krawczyk, Buchmann et al., Science, 2020

Такой имплант может быть полезен диабетикам. Как только человек с подобным устройством, вживленным под кожу, что-то съедает и уровень сахара в его крови повышается, он может активировать имплант — например, через приложение на мобильном телефоне. Вскоре после этого клетки высвободят необходимое количество инсулина, вырабатываемого для регулирования уровня сахара в крови пациента. Также девайс может самостоятельно снимать биохимические показатели и активироваться автоматически. 

Исследование швейцарских ученых стало первым в своем роде, показывающим, как работа генов может контролироваться при помощи электрических сигналов. Авторы разработки проверили ее на мышах и уже планируют протестировать имплант на людях. Однако перед этим исследователям необходимо разработать максимально эффективный способ замены клеток в импланте (это нужно делать каждые три недели).

Подобные устройства могут дать мощный толчок развитию так называемого интернета тела — масштабной экосистеме медицинских девайсов и датчиков. «Подобное устройство позволило бы людям полностью интегрироваться в цифровой мир», — говорит ведущий автор работы Мартин Фуссенеггер.

Ранее ученые из США испытали на мышах имплант с комбинацией лекарств против ВИЧ, а медики из Института нейробиологии Университета Западной Вирджинии попробовали лечить имплантацией электродов в мозг опийную наркоманию.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 10:31
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

Вчера, 16:27
8 минут
Мария Азарова

Ученые проверили, может ли полиненасыщенная жирная кислота класса омега-6 DGLA, которая регулирует производство нескольких важных групп сигнальных молекул, запускать ферроптоз клеток, в том числе раковых.

1 час назад
7 минут
Сергей Васильев

Необычные эксперименты показали, что подключение легких к кровеносной системе животного позволяет не только поддерживать жизнеспособность донорских органов, но и восстанавливает их функции.

Позавчера, 10:31
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

10 июля
5 минут
Сергей Васильев

Белок, выделенный из крови «тренированных» мышей, запускает такое же улучшение когнитивных функций и без всяких физических нагрузок.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

1 июля
5 минут
Мария Кривоченко

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

Редакция Naked Science
02.06.2020
-
2
+
Комментарий удален пользователям или модератором...
Семен Слепцов
02.06.2020
-
1
+
Вот и тот самый чип, которым скоро всех уколят )))
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: