מהפכה ברפואה: מדענים פיתחו "בינה מלאכותית ביולוגית" שמתכננת תרופות חדשות

מערכת פרוטאוס: אבולוציה מהירה של מולקולות

ביולוגים פיתחו מערכת מחקר חדשנית בשם פרוטאוס (PROTein Evolution Using Selection), החותכת את זמן הפיתוח של מולקולות חדשניות. פרוטאוס רותמת את עקרון "האבולוציה המכוונת", טכניקת מעבדה המדמה את הכוחות של האבולוציה הטבעית. בניגוד לתהליכים מסורתיים שיכולים להימשך שנים, פרוטאוס מקצרת את מחזורי האבולוציה וברירה טבעית, ומאפשרת יצירת מולקולות בעלות פונקציות חדשות בתוך שבועות ספורים.

חידושים טכנולוגיים

היתרון המרכזי של פרוטאוס הוא היכולת לבצע אבולוציה מכוונת בתאים יונקים, בניגוד לשיטות קודמות שעבדו בעיקר עם תאי חיידקים. יכולת זו מביאה פוטנציאל רפואי עצום, המאפשר פיתוח תרופות חדשות ושיפוט טכנולוגיות עריכת גנים, כמו גם מציאת פתרונות לבעיות גנטיות מורכבות תוך שבועות של עבודה.

אתגרים והצלחות

אחד האתגרים בפיתוח פרוטאוס היה להבטיח יציבות תאי היונקים במהלך מחזורי האבולוציה והמוטציות הרבים. הפתרון שאומץ כלל שימוש בחלקיקי וירוס כימריים, המשלבים מעטפות של וירוסים שונים, כדי לחסום אפשרויות לרמאות במערכת. עיצוב זה מאפשר לתאים לעבד פתרונות רבים במקביל, כאשר הפתרונות המשופרים מתהדרים בדומיננטיות.

יישומים עתידיים

חוקרים דיווחו כי השתמשו בפרוטאוס לפיתוח גרסאות משופרות של חלבונים שניתן לווסתם תרופתית וננו-גופים, גרסאות מיניאטוריות של נוגדנים המסוגלים לזהות נזקי DNA, תהליך לא פחות חשוב בהתפתחות סרטן. המערכת אינה מוגבלת ליישומים אלו וניתן להשתמש בה לשיפור תפקוד של רוב החלבונים והמולקולות.

בנוסף, מערכת פרוטאוס הוקמה כקוד פתוח לקהילה המדעית, דבר שצפוי להאיץ את הפיתוחים בתחומים כגון עריכת גנים ותרופות mRNA.

לסיכום, פרוטאוס מייצגת קפיצת מדרגה משמעותית בתחום הביולוגיה הסינתטית, עם אפשרויות רבות לפיתוחים רפואיים בעתיד הקרוב