Новий штучний білковий “конструктор”: вчені створили універсальний інструмент для редагування клітин

Учені вперше представили білкову платформу, яка працює як “швейцарський ніж” для клітинної біології: вона дозволяє програмувати внутрішні процеси клітини, від контролю генів до усунення хвороботворних мутацій. Це може стати революцією в медицині, подібною до появи CRISPR, але ще універсальнішою.

14 серпня 2025 року група дослідників із Прінстона представила новий нанобіотехнологічний інструмент для програмування клітинних процесів. Йдеться про абсолютно новий клас білків, які дозволяють не просто «відключати» чи «вмикати» окремі гени, а переписувати цілі блоки клітинних сценаріїв. Суть відкриття — створення штучного білкового конструктора, здатного змінювати роботу клітини за заданими правилами. Якщо CRISPR дав науку точний “скальпель”, то нова технологія дає саму лабораторію прямо всередині організму.

Як працює новий білковий “комп’ютер”

В основі — так звана платформа LEAFs (Logic-Encoded Artificial Factors). Це інженерні білки, які діють як «логічні ворота», добре відомі в електроніці: AND, OR, NOT. Тобто клітина починає реагувати на певні внутрішні сигнали лише у випадку їх правильного поєднання. Наприклад, білок можна запрограмувати на запуск гена лише якщо в клітині одночасно присутні дві чіткі біомолекули. Якщо одна відсутня — реакція не відбудеться. Це колосально знижує ризик побічних ефектів у терапії.

Фактично вчені створили перший синтетичний «мовний код» для клітин. Цей код можна перепрограмовувати так само, як програмісти переписують програму. У медицині це дає майже безмежні можливості: від точкового лікування раку до лікування спадкових хвороб, які досі лишалися смертельним вироком.

Чим це краще за CRISPR

На відміну від CRISPR, який редагує геном один раз і назавжди, нові білкові логічні системи працюють динамічно. Вони не змінюють ДНК безповоротно, а вмикають чи вимикають певні гени лише тоді, коли це потрібно. Це відкриває перспективу створення «живих ліків» — клітин в організмі, які самі в реальному часі відстежують біологічні сигнали й реагують на них. Уявіть, що імунна клітина виявляє передракові зміни й без вашого втручання знищує вогнище, перш ніж воно переросте в пухлину.

Можливі застосування: від онкології до антибіотикорезистентності

Сфера, де технологія може змінити правила гри найбільше, — онкологія. За даними ВООЗ, у світі щороку діагностують понад 19 мільйонів нових випадків раку¹. Сучасні методи лікування часто або надто токсичні, або втрачають ефективність. Нові білки дозволять створювати імунні клітини, що будуть атакувати лише злоякісні клітини з конкретним «молекулярним відбитком», не чіпаючи здорові тканини.

Інший напрямок — антибіотикорезистентність. Стійкість бактерій до ліків вбиває щороку близько 1,2 мільйона людей². Якщо запрограмувати клітини організму або синтетичні симбіотичні мікроби розпізнавати бактерії та відключати їхні системи виживання, можна створити альтернативу традиційним лікам.

Що кажуть експерти

Молекулярний біолог з Массачусетського технологічного інституту доктор Рейчел Гоффман у коментарі Science назвала відкриття “новим етапом у конвергенції біології та інформатики”. На її думку, у наступні роки світ стане свідком появи біологічних «програмних продуктів» так само, як кілька десятиліть тому з’явилося програмне забезпечення для комп’ютерів.

Водночас етичні дебати набирають обертів. Професор біоетики Кембриджського університету Ієн Харпер підкреслює, що використання логічних білкових систем у медицині потребуватиме суворого контролю: “Ми стоїмо на межі створення самонавчаючихся живих препаратів. І тут важливо поставити питання — хто і як контролюватиме їхні дії?”.

Український контекст

Українська наукова спільнота уважно стежить за новим проривом. Київські генетики нагадують: у нас щороку діагностують понад 160 тисяч нових випадків онкозахворювань³. Якщо нова технологія справді дійде до клініки, навіть часткове застосування в онкології може врятувати тисячі життів щорічно. Ба більше — Україна має потужну школу синтетичної біології, зокрема в інститутах НАН України, що може зробити нашу країну одним із пілотних майданчиків випробувань нової технології.

Технічні виклики

Попри грандіозність відкриття, шлях до реальних ліків буде непростим. Серед викликів: доставка білків у потрібні клітини, імунна реакція організму на чужорідні білки й контроль над довгостроковими ефектами. Науковці визнають: до застосувань у лікарнях пройде ще щонайменше 7–10 років. Але як і у випадку з CRISPR, темпи розвитку можуть виявитися шаленими.

Що далі

Команда Прінстона планує відкрити платформу LEAFs у форматі open science, тобто будь-яка лабораторія світу зможе її адаптувати під свої задачі. Це може викликати справжню хвилю досліджень — від створення біологічних сенсорів до вирощування органів для трансплантації. Якщо ж індустрія швидко підхопить ідею, світ побачить перші «живі ліки» вже у 2030-х роках.

Висновки

Відкриття універсального білкового конструктора можна сміливо назвати науковим тектонічним зсувом. Медичне майбутнє, де ліки не просто діють, а думають, стає реальним. Проте поряд із захопленням науковим тріумфом світ має готуватися до серйозних етичних дискусій: чи маємо ми право «програмувати життя»?

Джерела