科技日報實習(xí)記者 張佳欣
英國布里斯托爾大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出新的生物部件，能夠沿著DNA塑造細(xì)胞過程流動。發(fā)表在1月21日《自然·通訊》雜志上的這項研究，為信息如何在DNA中編碼提供了新視角，并提供了構(gòu)建可持續(xù)生物技術(shù)的新工具。
DNA“閥門”控制沿DNA的細(xì)胞過程的流動（示意圖）。
圖片來源：生物工程組織網(wǎng)站相關(guān)報道
細(xì)胞過程包括基因的轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)的軸漿運輸、折疊和轉(zhuǎn)運、線粒體的功能和代謝等。微有機體系對人類的生存不可或缺。目前，我們對微有機體系中DNA序列的工作原理尚缺乏完整理解。
論文第一作者、布里斯托爾大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院博士生馬修·塔諾斯基說，理解微有機體系的運作是一件棘手的事情，需要讀取大量不同的DNA序列才能理解其實際工作原理。這有點像是努力從幾個小的課文片段開始學(xué)習(xí)一門新的語言，難度很大。
為了解決這個問題，研究團隊研究了DNA中編碼的信息是如何讀取的，特別是如何控制細(xì)胞過程沿DNA的流動。這些生物信息流協(xié)調(diào)了細(xì)胞的許多核心功能，而塑造這些功能的能力將提供一種指導(dǎo)細(xì)胞行為的方法。
DNA上的細(xì)胞過程流動錯綜復(fù)雜，這些流動使細(xì)胞能夠理解儲存在它們基因組中的信息，如果掌握控制它們的能力，科學(xué)家就能以有用的方式重新編程它們的行為。
研究團隊從自然界獲取靈感，創(chuàng)造了一個類似于控制液體流經(jīng)管道速度的“閥門”，用以調(diào)節(jié)DNA一個區(qū)域到另一個區(qū)域的細(xì)胞過程的流動。
設(shè)計新的生物部件通常需要大量的時間。為了繞過這個問題，研究團隊采用了能夠并行快速組裝多個DNA部件的方法和納米孔測序技術(shù)，可同時測量每個部件如何工作，這是有效設(shè)計生物“閥門”的關(guān)鍵步驟。
研究人員展示了“閥門”如何用于調(diào)節(jié)細(xì)胞中的生物成分，為未來同時控制許多基因和復(fù)雜的基因組編輯開辟了道路。
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