Представьте, что вам нужно заставить клетку включать или выключать гены в ответ на конкретные изменения внутри нее — например, когда Т-лимфоциты устают и перестают бороться с опухолью. Сделать это сложно: обычные искусственные промоторы (участки ДНК, управляющие активностью генов) часто срабатывают неточно.

Группа Се Чжэня из Университета Цинхуа разработала систему SPECIFIC, которая создает умные промоторы, реагирующие только на нужное состояние клетки. Ученые взяли истощенные Т-клетки — те самые, что «выдыхаются» при долгой борьбе с раком — и выяснили, какие участки их ДНК активны в этом состоянии. Затем с помощью машинного обучения нашли 56 ключевых последовательностей, которые управляют этим процессом.

Результаты опубликованы в издании Quantitative Biology.

На основе этих данных собрали синтетические промоторы и даже целые генетические схемы, которые могут распознавать усталость Т-клеток и реагировать на нее. Это не только поможет изучать иммунные нарушения, но и открывает путь к созданию умных клеточных терапий.

Что дальше? Ученые хотят улучшить точность промоторов и проверить их на других типах клеток.

Польза исследования

• Точная диагностика: можно создавать тест-системы, которые будут определять, насколько Т-клетки «устали» в опухоли.
• Умные терапии: если ввести такие промоторы в CAR-T-клетки, они смогут автоматически усиливать свою активность при истощении.
• Изучение болезней: система поможет разобраться, как развиваются аутоиммунные заболевания и хронические инфекции.

Пока непонятно, насколько стабильно работают эти промоторы в реальных организмах. В лаборатории клетки ведут себя иначе, чем в теле, где на них влияют десятки факторов. Кроме того, 56 мотивов — это много: не факт, что все они одинаково важны.

Ранее ученые выяснили, как клетки решают, кем стать.