Molekylär processor
En molekylär processor är en processor som är baserad på en molekylär plattform snarare än på en oorganisk halvledare i integrerat kretsformat .
Aktuell teknik
Molekylära processorer är för närvarande i sin linda och för närvarande existerar bara ett fåtal. För närvarande är en grundläggande molekylär processor vilket biologiskt eller kemiskt system som helst som använder en komplementär DNA- mall (cDNA) för att bilda en långkedjig aminosyramolekyl . En nyckelfaktor som skiljer molekylära processorer åt är "förmågan att kontrollera produktionen" av protein- eller peptidkoncentration som en funktion av tiden. Enkel bildning av en molekyl blir uppgiften för en kemisk reaktion, bioreaktor eller annan polymerisationsteknik. Nuvarande molekylära processorer drar fördel av cellulära processer för att producera aminosyrabaserade proteiner och peptider. Bildandet av en molekylär processor involverar för närvarande integrering av cDNA i genomet och bör inte replikera och återinsätta, eller definieras som ett virus efter insättning. Nuvarande molekylära processorer är replikationsinkompetenta, icke-kommunicerbara och kan inte överföras från cell till cell, djur till djur eller människa till människa. Alla måste ha en metod för att avsluta om de implanteras. Den mest effektiva metoden för att infoga cDNA (mall med kontrollmekanism) använder kapsidteknologi för att infoga en nyttolast i genomet. En livskraftig molekylär processor är en som dominerar cellulär funktion genom återuppgift och/eller omtilldelning men som inte avslutar cellen. Den kommer kontinuerligt att producera protein eller producera på begäran och har en metod för att reglera doseringen om den kvalificerar sig som en "läkemedelsleverans" molekylär processor. Potentiella tillämpningar sträcker sig från uppreglering av funktionell CFTR vid cystisk fibros och hemoglobin vid sicklecellanemi till angiogenes vid kardiovaskulär stenos för att förklara proteinbrist (används i genterapi.)
Exempel
En vektor som infogats för att bilda en molekylär processor beskrivs delvis. Syftet var att främja angiogenes, blodkärlsbildning och förbättra kardiovaskulaturen. Vaskulär endoteltillväxtfaktor (VEGF) och cDNA för förstärkt grönt fluorescerande protein (EGFP) ligerades till vardera sidan av ett internt ribosomalt återinträdesställe (IRES) för att producera inline-produktion av både VEGF- och EGFP-proteinerna. Efter in vitro-insättning och kvantifiering av integrerande enheter (IUs), producerar konstruerade celler en bioluminescerande markör och en kemotaktisk tillväxtfaktor. I detta fall används ökad fluorescens av EGFP för att visa VEGF-produktion i individuella celler med aktiva molekylära processorer. Produktionen var exponentiell till sin natur och reglerades genom användning av en integrerande promotor, cellantal, antalet integrerade enheter (IU) av molekylära processorer och/eller cellantal. Mätningen av den molekylära processorns effektivitet utfördes av FC/FACS för att indirekt mäta VEGF genom fluorescensintensitet. Bevis på funktionell molekylär bearbetning kvantifierades med ELISA för att visa VEGF-effekt genom kemotaktiska och angiogenesmodeller. Resultatet involverade riktad sammansättning och koordinering av endotelceller för tubulibildning av konstruerade celler på endotelceller. Forskningen fortsätter med att visa implantation och VEGF med doseringskapacitet för att främja revaskularisering, vilket validerar mekanismer för molekylär processorkontroll.