«Наша бумажная система может не только сделать инструменты, доступные в настоящее время только в лаборатории, легко доступными для эксплуатации, но также улучшить разработку новых инструментов и сделать эти молекулярные инструменты доступными для образовательных программ для следующего поколения практиков», — говорит старший автор исследования Джеймс. Коллинз из Института биологической инженерии Висса Гарвардского университета.
Область синтетической биологии направлена на реконструкцию молекулярных компонентов клетки, чтобы использовать возможности биологии. Для достижения этой цели исследователи разработали синтетические генные сети, которые могут контролировать активность генов и распознавать нуклеиновые кислоты и небольшие молекулы. Однако эта технология была ограничена лабораторией, отчасти из-за проблем биобезопасности, связанных с клеточными системами, и потому, что вовлеченные реакции не были практичными для использования в полевых условиях.
Коллинз и его команда преодолели эти препятствия, разработав бесклеточную бумажную систему, подходящую для использования вне лаборатории. Чтобы проверить клиническую значимость своего метода, исследователи разработали сенсоры, способные обнаруживать молекулы РНК, созданные из генов, которые позволяют бактериям выжить при применении антибиотиков, а также молекулы РНК, кодирующие белки из двух разных штаммов смертоносного вируса Эбола. При сублимационной сушке на бумаге датчики быстро обнаруживали присутствие этих молекул РНК, демонстрируя полезность этого подхода для диагностических целей.
«Учитывая прогнозируемую стоимость, время реакции, простоту использования и отсутствие необходимости в лабораторной инфраструктуре, мы предполагаем, что бумажные синтетические генные сети значительно увеличат роль синтетической биологии в клинике, глобальном здравоохранении, промышленности, исследованиях и образовании», Коллинз говорит.