Coden met cellen: programmeertaal voor DNA-circuits

Wetenschappers ontwikkelen een programmeertaal om complexe DNA-circuits te programmeren, zodat levende cellen nieuwe functies krijgen.

"Het is letterlijk een programmeertaal voor bacteriën", zegt MIT-hoogleraar Christopher Voigt (biological engineering). "Je gebruikt een tekst gebaseerde taal op dezelfde manier als je een computer programmeert. Die tekst compileer je waarmee je een DNA-sequentie genereert die je in een cel stopt. Het circuit draait dan binnen in die cel".

Met deze taal zou iedereen een functie aan een cel kunnen toevoegen. Zo kan je circuits bouwen die reageren op drie verschillende inputs waarop het circuit kan reageren. Zo zou in de toekomst met deze taal een bacterie geprogrammeerd kunnen worden die kankermedicijnen afgeeft als het een bepaalde tumor in het lichaam tegenkomt. Of gisten die zo aangepast worden dat ze zelf de gisting stoppen op het moment dat ze te veel giftige bijproducten produceren.

Sensoren

Het programmeren vertoont daadwerkelijk overeenkomsten met het programmeren en bouwen van elektronische circuits met sensoren. Deze biologische programmeertaal maakt het mogelijk om biologische circuits met 'sensoren' te laten reageren op bijvoorbeeld glucose, zuurstof, licht, temperatuur en andere omgevingsfactoren. 

De wetenschappers zijn van plan een webversie online te zetten. Dankzij deze programmeertaal kan iedereen synthetische biologie programmeren. Voorkennis is niet nodig. Het onderzoeksartikel is in Science gepubliceerd.

Gevaarlijk

Met deze ontwikkeling komt de synthetische biologie in een stroomversnelling en zal het de nodige vragen opwerpen. Hoe gevaarlijk is het als iedereen straks biologische organismen naar hartenlust nieuwe functies kan toekennen? Hoewel de labs die aan de hand van deze geprogrammeerde code onder streng toezicht DNA-sequenties controleren en maken is geen enkele reden om niet te denken dat kwaadwillenden zelf met genoeg financiering een dergelijke lab kunnen opzetten. Daar zouden ze DNA-sequenties kunnen produceren die zeer ongewenste functies aan cellen toevoegen.

Bekijk ook ons item over synthethische biologie in Bright TV vorig jaar: