Белки — это органические соединения вырабатываемые живыми клетками на основе заключенной в ДЕК информации, которые обеспечивают выполнение клеткой ее основных функций. Этот механизм оттачивался природой на всем протяжении эволюционного пути живых организмов, но ученые до сих пор находят возможности к его усовершенствованию и улучшению. Не так давно группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Вашингтонского университета создали новый искусственный белок, который, будучи введенным внутрь клетки, действует как своего рода переключатель, превращающий обычные живые клетки в «умные клетки», обладающие некоторым уровнем самостоятельности.

Различные виды синтетических белков уже давно используются в медицине. Они стали основой новых методов борьбы с малярией, болезнью Альцгеймера, а синтетические белки-ферменты используются в качестве катализаторов при создании совершенно новых форм искусственной жизни. Во время исследований, выполненных учеными из вышеупомянутых научных организаций, был создан новый искусственный белок, который изменяет функционирование внутренних «схем» живых клеток, давая им возможность к выполнению новых функций. Благодаря наличию новых функций эти клетки становятся способными к ощущению изменений в окружающей их среде, производству и выпусканию в эту среду специального белка-пептида.

Новый искусственный белок получил название LOCKR (Latching Orthogonal Cage/Key pRotein), он состоит из нескольких молекул, каждая из которых играет свою собственную роль. Отдельные молекулы можно охарактеризовать терминами «ловушка», «замок», «ключ» и биологически активный элемент (пептид), и именно такая структура белка делает его особенно уникальным.

Когда этот сложный белковый «выключатель» находится в «выключенном» положении, замок прижимает пептид к ловушке, которая препятствует биологической активности пептида. Когда эта молекула под воздействием некоторых факторов переводится в активное состояние, ключевая часть «отпирает» замок и активный пептид выпускается в окружающую среду. Это приводит к выполнению пептидом одной или нескольких запрограммированных в нем функций, которые могут быть нацелены на уничтожение других видов белков, активацией или деактивацией определенных генов и т.п.

Технология, в которой используется белок LOCKR, получила название degronLOCKR. Задачей этой системы является подавление определенных видов вырабатываемых клеткой белков в случае обнаружения неправильного функционирования клетки. Сокращение уровней концентрации целевых белков помогает восстановить нормальную деятельность клетки, что, в свою очередь, означает, что эта «умная клетка» может самостоятельно и автоматически справляться с возникающими у нее проблемами.

Первым практическим применением технологии degronLOCKR станет, скорее всего, борьба с нарушением работы головного мозга в результате полученной травмы. Когда это происходит, тело может очень остро реагировать на слишком высокие уровни сигналов, вырабатываемых пораженным мозгом. Ученые надеются, что использование технологии degronLOCKR позволит отрегулировать уровни нервных сигналов, понизив их до нормального безопасного уровня, убрав риск перегрузки организма с возникновения связанных с этим отрицательных последствий.