Programmering av logik i proteiner: smarta biomaterial som beräknar De flesta av dagens "smarta" biomaterial reagerar på enkla, en-till-en-sätt: en input ger en output. En hydrogel kan frisätta ett läkemedel när den utsätts för ljus, eller en nanopartikel kan brytas ned när den kommer i kontakt med ett visst enzym. Men biologin fungerar sällan i en sådan isolering. Celler och vävnader bearbetar ständigt flera signaler samtidigt, och nästa generations biomaterial kommer att behöva göra detsamma – bestämma när ett protein ska frisättas, aktiveras eller lokaliseras endast om rätt kombination av utlösare är närvarande. Ryan Gharios och medförfattare presenterar ett ramverk som gör detta möjligt. Istället för att förlita sig på långsamma, lågavkastande kemiska synteser, kodar de AND/OR/YES-logik direkt in i proteiner under rekombinant uttryck. Tricket är att använda konstruerade länkar vars topologi definierar "grinden": klippta platser i serie beter sig som OR, parallellt som AND och en enda plats som YES. Ortogonala proteaser fungerar som "ingångar", och materialet släpper sin proteinlast först när det programmerade logiska villkoret är uppfyllt. Med den här metoden implementerade teamet alla 17 möjliga logikbeteenden med tre indata och utökade det till och med till en operator med fem indata. De visade exakt proteinfrisättning från magnetiska pärlor, multiplexerad leverans från hydrogeler, villkorlig märkning av HER2⁺-celler och intracellulära program som bestämmer om ett protein stannar vid membranet eller diffunderar in i cytosolen. Det verkliga genombrottet är skalbarhet. Eftersom logiken är genetiskt kodad kan konstruktioner snabbt kompileras, produceras i bakterier och renas i stor skala, vilket öppnar dörren för programmerbara terapier, responsiva strukturer för vävnadsteknik och biohybridsystem där levande celler och material beräknar tillsammans. Detta arbete pekar på en framtid där biomaterial inte bara reagerar, utan faktiskt bestämmer – och för med sig boolesk logik från digitala kretsar in i levande system. Papper: