УПРАВЛЯЕМЫЕ НАНОМАШИНЫ - ОСНОВА ТЕРАПИИ БУДУЩЕГО.2008.
Глава из книги Курносов М.Н."Новая генетика и ДНК-информатика".2013.
После того, как геном человека или другого организма был полностью
расшифрован,я решил,что появилась возможность НАПРАВЛЯТЬ ЭТУ ИНФОРМАЦИЮ
ОБРАТНО К ГЕНАМ с помощью физических факторов - звука, света, других волн.
Мной без спешки, пока гипотетически, разрабатываются комбинированные
наномашины на основе фермента полимеразы. К ферменту ожидается пришить чувствительный к внешним воздействиям белок или хромофор. При приеме им
квантов звука или света предполагается, что будет изменяется конформация активных центров полимеразы или коррегирующей нуклеазы. Это все делается для управляемого мутагенеза при синтезе ДНК.
Управляемый мутагенез позволит создавать или устранять точковые мутации в
ДНК. А внешний сигнал служит для инструкции наномашины. То есть какой
нуклеотид должен быть встроен задается извне звуком и светом на основаии
известной последовательности для нужного гена.
Звук скорее должен быть не слышимым, а микроволновым. И должен действовать не прямо на молекулы, а на промежуточные микромашины. Эти микромашины, я думаю, будут использоваться уже для передачи информационного сигнала на наномашины, а
они будут влиять на макромолекулы.
Я назвал этот возможный в будущкм синтез нуклеиновых полимеров –
ИНСТРУКТИВНЫМ СИНТЕЗОМ ДНК ИЛИ РНК.
Все это может привести к революционным изменениям в биологии человека!!!
Любые гены можно подвергнуть быстрой модификации, что изменит их белки и
фенотип человека. Лечение всех болезней - рака , старения, нервных болезней,
инфекций и так далее будет проволится на совершенно другом уровне
генотерапии. Без применения вирусов, плазмид, векторов. Это все может быть возможно в будущем. Пока создаются только отдаленые подходы к решению этой проблемы. Основные сложности - это отсутствие обратной связи с наномашиной и определение момента ее включения. Инструктивный синтез ДНК отличается от матричного тем, что при работе полимеразы в новую цепь вносятся специальные
ошибки. Если для матричного синтеза эволюцией создан высокоточный механизм копирования с коррекцией ошибок неправильно комплементированных нуклеотидов ,
то для инструктивного синтеза именно ошибки синтеза второй цепи ДНК и
являются целью.
Внешняя инструкция для полимеразы управляет ей и определяет места управляемой замены нуклеотидов, которые уже не являются комплементарными для материнской цепи. При этом ген либо исправляет точковые мутации, полученные по наследству, либо ген нокаутируется и становится непригодным для синтеза белка. Пока что
это одни идеи, но как бы было интересно внешним влиянием на наномашины
изменять быстро генетическую информацию. Даже если будет создана модифицированная полимераза, самый сложный вопрос - точка начала изменения
ДНК и точка остановки. Пока идея мной высказана, а решения, может быть очень необычные, появятся позднее. Итак, информация о генах и других участках ДНК определена в виде последовательности нуклеотидов. Теперь эту информацию надо провести до ядра клетки обратно в виде информационной инструкции и изменить
ДНК в клетке с помощью наномашин. Движется эта наномашина вдоль гена
и синтезирует вторую цепь уже с внесенными точковыми изменениями. Дочерние клетки унаследуют эти изменения.
В настоящее время проводятся эксперименты по влиянию квантов света на белки, связанные со светочувствительными хромофорами. Пример этих работ - это работа
о влиянии света на ионотропный глутаматный рецептор нервной клетки.
К белку был пришит хромофор, имеющий избирательное поглощение света. Импульс света 380 нм вызывал активирование канала рецептора, а импульс света в 500 нм выключал рецептор. Для дистанционного управления каналом рецептора к белку
была пришита молекула деривата азобензена в качестве фотоприемника. При поглощении света изменялась конформация белка, что меняло его функцию. Предполагается использовать эти наномашины в виде глутамат-рецептора с
пришитыми поглотителями света для управления нейронами на расстоянии.
Литература [1].
Успехи этих работ дают мне возможность предположить, что и моя идея об управлении наномашиной в виде модифицированной полимеразы тоже будут успешны.
В настоящее время я могу только гипотетически разрабатывать эту машину.
Моя идея в следующем. Для посадки этой наномашины на нужный ген или в нужное место генома клеток надо сначала отсеквенировать организм или клеточную культуру. Теперь будет возможность выбрать точно праймер для посадки
полимеразы в нужном месте. Праймер пришивается к инициирующему белку,
входящему в наномашину. Один импульс света отсоединяет его от машины,
а другой импульс света вызывает ошибку синтеза в нужном месте ДНК при ее
движении. Таким образом все генетические свойства организма или клеток, любой фенотип можно менять на лету, преобразовывать одни клетки в другие по
качеству. Исправлять любые генетические повреждения быстро и просто. Клетки будут бессмертны. Вот для этого мной и разрабатывается ультразвуковая музыка генов.