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科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室造出人工基因調(diào)控系統(tǒng)
jianaisc.com?2013-02-05 16:13? ?來源:中國科技網(wǎng)    我來說兩句

中國科技網(wǎng)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2月3日報道,美國杜克大學(xué)研究人員模仿人體細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的基因調(diào)控過程,在實(shí)驗(yàn)室造出一種人工系統(tǒng),能再現(xiàn)多種蛋白質(zhì)是怎樣相互作用打開一個基因的。這種新系統(tǒng)能幫助那些基礎(chǔ)研究人員,作為他們檢查基因“打開”或“關(guān)閉”效果的一種工具,并為開發(fā)新的基因療法、促進(jìn)合成生物學(xué)速生研究等領(lǐng)域帶來利益。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的《自然·方法學(xué)》雜志上。

人體細(xì)胞大約含有2萬個基因,會產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì),很多基因也會影響到其他基因的活動。如能理解這些基因之間的相互作用,就能從整體上提高生物醫(yī)學(xué)研究水平。但在天然系統(tǒng)中,基因之間的相互作用極其復(fù)雜。研究人員介紹說,他們模仿這些作用,造出了一些較簡單的基因網(wǎng)絡(luò),如能對其中每個組成部分實(shí)現(xiàn)精確控制,就可以用它們來實(shí)驗(yàn)生物傳感、生物計(jì)算、再生療法,甚至作為更復(fù)雜的天然系統(tǒng)的模型。

“人類基因不僅僅是打開或關(guān)閉那么簡單,它們可以在大范圍里不同程度地被激活。天然基因是由許多蛋白質(zhì)相互作用來調(diào)控的,因此在同一生物系統(tǒng)內(nèi)也會產(chǎn)生不同的結(jié)果。”杜克大學(xué)普拉特工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程副教授查爾斯·杰斯拜奇解釋說,在他們設(shè)計(jì)的人工系統(tǒng)中,用一種蛋白質(zhì)來控制基因的活性水平?!拔覀儭陨隙隆胤治隽颂烊坏幕蚓W(wǎng)絡(luò),開發(fā)出一種‘自下而上’的方法,能模擬多種蛋白質(zhì)是怎樣通過復(fù)雜的相互作用來調(diào)控一個基因的。這種方法與一般的遺傳學(xué)方法不同,讓我們能打開細(xì)胞內(nèi)部的基因,深入到以往無法觸及的水平。”

指導(dǎo)該實(shí)驗(yàn)的高級研究員帕布羅·皮爾茲-佩內(nèi)拉說:“目前我們對天然基因調(diào)控的基本機(jī)制還知之甚少,新系統(tǒng)可以作為一種強(qiáng)有力的探測工具,進(jìn)一步推動合成生物學(xué)發(fā)展,提高對哺乳動物的生物編程能力?!?/p>

“所有的生物系統(tǒng)都依賴基因調(diào)控,生物工程人員要面對的挑戰(zhàn)就是怎樣在人工合成過程中再現(xiàn)這一自然過程。”杰斯拜奇說。對于合成生物學(xué)來說,新研究還可作為一種合成蛋白質(zhì)的新技術(shù),比如一種叫做轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)子(TALEs)的人造酶,幾乎能跟任何基因序列“綁”在一起。這些TALEs很容易生產(chǎn),人們可以造出大量的TALEs來控制特殊基因。(常麗君)

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