分子プロセッサ

分子プロセッサは、集積回路形式の無機半導体ではなく、分子^[1]^[2]プラットフォームをベースにしたプロセッサである。

現在の技術

分子プロセッサは現在開発初期段階にあり、ごく少数しか存在しません。現在、基本的な分子プロセッサとは、相補DNA（cDNA）を鋳型として長鎖アミノ酸分子を形成する生物学的または化学的なシステムを指します。分子プロセッサを差別化する重要な要素は、タンパク質またはペプチドの濃度を時間の関数として「出力制御する能力」です。分子の単純な形成は、化学反応、バイオリアクター、またはその他の重合技術の課題となります。現在の分子プロセッサは、細胞プロセスを利用してアミノ酸ベースのタンパク質およびペプチドを生産します。分子プロセッサの形成には、現在cDNAをゲノムに組み込むことが必要であり、複製して再挿入したり、挿入後にウイルスとして定義されるべきではありません。現在の分子プロセッサは複製能力がなく、非伝染性であり、細胞間、動物間、ヒト間を伝播することはできません。いずれの分子プロセッサも、埋め込まれた場合に終結させる手段を備えている必要があります。cDNA（制御機構を備えた鋳型）を挿入する最も効果的な方法は、カプシド技術を用いてペイロードをゲノムに挿入することです。生存可能な分子プロセッサとは、再タスク化や再割り当てによって細胞機能を制御するものの、細胞を死滅させない分子プロセッサです。このプロセッサは、タンパク質を継続的に産生するか、あるいは要求に応じて産生し、「薬物送達」分子プロセッサとして適格な場合は、投与量を調節する手段を有します。潜在的な応用範囲は、嚢胞性線維症における機能的CFTRのアップレギュレーションや鎌状赤血球貧血におけるヘモグロビンの活性化から、タンパク質欠乏を補うための心血管狭窄における血管新生（遺伝子治療に利用）まで多岐にわたります。

例

分子プロセッサを形成するために挿入されたベクターについて、部分的に説明する。その目的は、血管新生、血管形成を促進し、心血管系を改善することであった。血管内皮増殖因子（VEGF）^[3]と増強緑色蛍光タンパク質（EGFP）cDNAを、内部リボソーム再進入部位（IRES）の両側に連結し、VEGFとEGFPタンパク質の両方のインライン産生を生成させた。in vitro挿入および統合ユニット（IU）の定量^[4]の後、遺伝子操作された細胞は生物発光マーカーと走化性成長因子を生成する。この場合、EGFPの蛍光の増加は、活性分子プロセッサを持つ個々の細胞におけるVEGF産生を示すために使用される。産生は指数関数的であり、統合プロモーター、細胞数、分子プロセッサの統合ユニット（IU）数、または細胞数の使用によって制御された。分子プロセッサの有効性は、蛍光強度を介してVEGFを間接的に測定するFC/FACSによって行われた。機能的な分子プロセッシングの証拠は、走化性および血管新生モデルを用いてELISAによって定量化され、VEGFの効果を示しました。その結果、内皮細胞上に遺伝子操作された細胞が、尿細管形成のための内皮細胞を誘導的に組み立て、調整することが示されまし^た[5]。研究はその後も継続され、VEGFの移植と投与能力が血行再建を促進することが示され、分子プロセッシング制御のメカニズムが検証されました^{[6] 。}

参照

参考文献

^ ウィリアムズ、ケビン・ジョン (2008). 「食物脂質を処理する分子プロセスと、その誤った処理プロセス」. Journal of Clinical Investigation . 118 (10): 3247–59 . doi :10.1172/JCI35206. PMC 2556568. PMID 18830418 .
^ McBride, C; Gaupp, D; Phinney, DG (2003). 「リアルタイムPCRによるマウスおよびヒト移植間葉系幹細胞レベルの定量」Cytotherapy . 5 (1): 7– 18. doi :10.1080/14653240310000038. PMID 12745583.
^ Leung, D.; Cachianes, G; Kuang, W.; Goeddel, D.; Ferrara, N (1989). 「血管内皮増殖因子は分泌型血管新生マイトジェンである」. Science . 246 (4935): 1306–9 . Bibcode :1989Sci...246.1306L. doi :10.1126/science.2479986. PMID 2479986.
^ Leutenegger, C; Klein, D; Hofmann-Lehmann, R; Mislin, C; Hummel, U; Böni, J; Boretti, F; Guenzburg, WH; Lutz, H (1999). 「TaqMan蛍光リアルタイム検出システムを用いたポリメラーゼ連鎖反応によるネコ免疫不全ウイルスプロウイルスの迅速定量」Journal of Virological Methods . 78 ( 1–2 ): 105–16 . doi :10.1016/S0166-0934(98)00166-9. PMID 10204701.
^ Vernon, RB; Sage, EH (1999). 「三次元コラーゲンマトリックス内における内皮細胞の移動と芽形成の研究のための新規定量モデル」. Microvascular Research . 57 (2): 118–33 . doi :10.1006/mvre.1998.2122. PMID 10049660.
^ Russell Auger, PhD.、「心臓の血管再生のための血管新生細胞ベクターとしての間葉系間質細胞」、2006 年 8 月: 博士論文出版物は Tulane 大学図書館および UMI を通じて入手可能。著作権 2006–2007。

外部リンク

CNN -分子チップへの移行
ニュースサイエンティスト - 原子論理
Softpedia - IBM、DNAベースのプロセッサを開発中

[1] ウィリアムズ、ケビン・ジョン (2008). 「食物脂質を処理する分子プロセスと、その誤った処理プロセス」. Journal of Clinical Investigation . 118 (10): 3247–59 . doi :10.1172/JCI35206. PMC 2556568. PMID 18830418 .

[2] McBride, C; Gaupp, D; Phinney, DG (2003). 「リアルタイムPCRによるマウスおよびヒト移植間葉系幹細胞レベルの定量」Cytotherapy . 5 (1): 7– 18. doi :10.1080/14653240310000038. PMID 12745583.

[3] Leung, D.; Cachianes, G; Kuang, W.; Goeddel, D.; Ferrara, N (1989). 「血管内皮増殖因子は分泌型血管新生マイトジェンである」. Science . 246 (4935): 1306–9 . Bibcode :1989Sci...246.1306L. doi :10.1126/science.2479986. PMID 2479986.

[4] Leutenegger, C; Klein, D; Hofmann-Lehmann, R; Mislin, C; Hummel, U; Böni, J; Boretti, F; Guenzburg, WH; Lutz, H (1999). 「TaqMan蛍光リアルタイム検出システムを用いたポリメラーゼ連鎖反応によるネコ免疫不全ウイルスプロウイルスの迅速定量」Journal of Virological Methods . 78 ( 1–2 ): 105–16 . doi :10.1016/S0166-0934(98)00166-9. PMID 10204701.

[5] Vernon, RB; Sage, EH (1999). 「三次元コラーゲンマトリックス内における内皮細胞の移動と芽形成の研究のための新規定量モデル」. Microvascular Research . 57 (2): 118–33 . doi :10.1006/mvre.1998.2122. PMID 10049660.

[6] Russell Auger, PhD.、「心臓の血管再生のための血管新生細胞ベクターとしての間葉系間質細胞」、2006 年 8 月: 博士論文出版物は Tulane 大学図書館および UMI を通じて入手可能。著作権 2006–2007。