您的位置:首頁>正文

用基因工程編輯哺乳動物細胞“變身”生物電腦

科技日報北京3月28日電 記者房琳琳

《科學》雜誌28日報導, 波士頓大學合成生物學家威爾森·黃帶領的團隊提出一種方法, 用基因工程方法編輯哺乳動物細胞DNA,

從而進行複雜的計算, 使這類細胞變成生物電腦。 他們希望新的程式設計技術有助於癌症治療、按需生長可以替換受損身體部位的組織等。

科學家嘗試將細胞編輯工程從細菌擴展到哺乳動物細胞, 創建可幫助檢測和治療人類疾病的DNA電路。 但是, 很多這類努力失敗了, 原因是複雜電路若正常運行, 需要單個基因元件的開關穩定工作, 而基因打開或關閉的最常見方法, 是讓被稱為轉錄因數的蛋白質與特定基因結合並調節其表達。 問題是, 這些轉錄因數都有細微的不穩定表現。

黃的團隊摒棄了轉錄因數, 使用剪切型酶來切換人腎細胞基因的開關。 為了設計DNA電路, 黃的團隊在常規細胞機器啟動後,

插入4個額外的DNA片段, 其中兩個被稱作重組酶的片段, 可在與特定藥物結合時, 啟動並點亮能產生綠色螢光蛋白的細胞, 從而成功穩定控制了DNA開關。

在《自然·生物技術》發表的報告中, 黃的團隊報告稱, 可以通過在不同的目標線上添加更多重組酶, 創建各種電路, 用來執行不同的邏輯操作。 目前, 該團隊已經建立了113個不同的電路, 成功率高達96.5%。 進一步的演示證明, 他們設計的人類細胞生物學樣本系, 使電路可以不同的輸入組合方式運行16種不同的邏輯。

合成生物學家希望用這類新興的細胞電路創造新的療法。 例如, 可以設計具有免疫活性的T細胞, 檢測出癌細胞產生的生物標記物;或者嘗試設計幹細胞, 在不同信號提示時,

發展成特定的細胞類型, 按需生成人類病患所需的身體組織, 如產生胰島素的β細胞或生成軟骨的軟骨細胞等。

總編輯圈點

合成生物學的基本理念是, 生物是一台機器, 遺傳物質就是控制機器運轉的程式, 所有生物大分子都是可標準化的零件。 雖然科學家已經能在基因組水準對DNA進行操作, 設計病毒、再造器官似乎也並非難事, 但功能層面上, 仍限於重現細胞固有功能和輕度改造。 然而, 這一新興學科註定“前程似錦”, 最好未雨綢繆提前建好防範社會和倫理風險的“圍牆”, 畢竟, 一切皆有可能。

同類文章
Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示