Новые биоматериалы обладают булевой логикой

Американские учёные из Университета Вашингтона разработали новые биоматериалы, способные разлагаться в организме под действием определённых «логических» сигналов, контроллируемых с помощью булевой логики. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Булева логика – раздел математики, изучающий операции над высказываниями. Булева логика называется ещё «алгеброй логики», так как её операции очень похожи на алгебраические.

Учёные создали 17 различных чувствительных к стимулам материалов, каждый из которых мог давать три разных сигнала: YES, OR, и AND на выходе. Входные стимулы были разделены на три группы: свет, воздействие вещества-восстановителя, и воздействие фермента. Каждый из этих материалов может быть применён в каком-то индивидуальном случае, в зависимости от типа входных регуляторных сигналов.

Добиться этого удалось с помощью создания определённой молекулярной архитектуры и особой конфигурации фрагментов, реагирующих на стимулирование. То есть, именно от этих фрагментов и зависела вся реакция молекулы на то или иное воздействие. В данном случае учёные добивались разложения биоматериала в ответ на стимул в виде света, восстановителя, или фермента.

Наиболее важное применение данной разработки – это адресная доставка лекарств. Такой биоматериал, не разрушаясь, может проходить по организму в нужную часть тела, и разлагаться там, высвобождая заключённое в нём лекарство.

Кросс-научные исследования, объединяющие медицину и программирование, проводятся не первый год. Например, не так давно учёные смогли восстановить сердечную ткань с помощью клеточного перепрограммирования.