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高校生でも使える 細胞のDNAを書き換えるプログラミング言語が開発

遺伝子もプログラミングで操作する時代
遺伝子もプログラミングで操作する時代

   米マサチューセッツ工科大学とボストン大学、米国立標準技術研究所の共同研究チームは、バクテリアの細胞に新たな機能を追加できる、プログラミング言語を開発したと発表した。

   コンピューターソフトなどの開発に使われるプログラミング言語と同じように、追加したい機能のコードをテキストベースで入力すると、自動的にその機能を実現できるDNA配列に変換される。このDNA配列をバクテリアの細胞に組み込めば、細胞内で回路が機能するという。

   生物工学の分野で、DNAの書き換えや置き換えによって、バクテリアの細胞に新機能を追加する、既存の機能を変更するといった技術は確立されているが、その技術を実行するためには、専門知識と膨大な試行錯誤、機能の設計、DNAの分析をする必要があった。

   研究チームは、医療などの分野でこうした技術が活用されるには、遺伝子工学などの知識がない素人でも、簡単かつ効率よく利用できなければいけないと考え、デジタル回路の設計用に開発されたプログラミング言語「Verilog」に注目。

   本来コンピューター用のVerilogのコードを、細胞のDNAに変換可能な要素に再設計した。これにより、専門知識は一切不要で、プログラミングの知識さえあれば、高校生でも利用可能としている。

   今のところ、追加できる機能は酸素やブドウ糖といった化合物や、光、温度、酸性度といった環境に反応する60種類。すでに45種類は実際に機能することが確認されている。

   対応しているバクテリアは大腸菌のみだが、酵母など他のバクテリアにも対応できるよう、拡張を進めており、今後はラクトースの消化を補助する飲用できるバクテリアや、植物の根が害虫に攻撃されると殺虫剤を生成するバクテリアなどの開発を予定しているという。

   発表は、米国科学振興協会誌「Science」2016年4月1日号(Vol. 352, Issue 6281,)に掲載された。

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参考文献
Genetic circuit design automation.
DOI: 10.1126/science.aac7341 PMID: 27034378

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