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        科學家通過遺傳工程改造酵母 以提高對細胞如何工作的理解
        
			
        
				2019-05-03 10:56:47
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        研究人員通過重寫酵母細胞內的DNA來控制它們對環(huán)境的反應，從而“微調”了一種主要的細胞信號傳導機制。
        

        該研究由Cell今天發(fā)布，具有直接的生物技術用途，但也可能對醫(yī)療保健研究產(chǎn)生更廣泛的影響。希望能夠改變細胞反應的方式將有助于科學家了解患病細胞的功能，并導致修飾細胞用于治療患者。
        

        來自劍橋大學和倫敦帝國理工學院的學者與阿斯利康合作，利用數(shù)學建模和基因工程來編輯酵母細胞，幫助科學家控制細胞的感知，以及他們如何以更理想的方式對感知產(chǎn)生反應。
        

        科學家通過遺傳工程改造酵母 以提高對細胞如何工作的理解
        

        選擇酵母是因為它與人體細胞具有關鍵特征 - 最重要的是，它可以使用G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)感知其環(huán)境。
        

        格雷厄姆拉茲博士，藥理學部和劍橋大學圣約翰學院的研究員講師，說：“酵母作為一種機制，以了解在人類會發(fā)生什么情況，我們使用數(shù)學模型和轉基因編輯的細胞。并重新調整應該做出的回應。“
        

        GPCR是使細胞能夠感知其環(huán)境中的化學物質如激素，毒物和藥物的受體。細胞讀取它們的環(huán)境并感知激素水平，如腎上腺素，血清素，組胺和多巴胺。它們還可以作為光，氣味和味道的感受器，一些位于舌頭上，給我們的味覺。
        

        我們體內有大約800種不同的GPCR，大約一半的藥物使用這些受體 - 包括β受體阻滯劑，抗組胺藥和各種精神藥物。但是關于GPCR信號如何工作還不夠。
        

        研究人員面臨的困難之一是DNA變異可能對信號網(wǎng)絡產(chǎn)生影響，并確定部分DNA如何影響這一點是一項重大挑戰(zhàn)。
        

        劍橋團隊創(chuàng)建了一個酵母細胞的數(shù)學模型，該模型具有不同濃度的不同細胞成分，并找到了每個細胞成分最有效信號的最佳水平。然后，倫敦帝國理工學院的一組研究人員利用這些知識對細胞進行遺傳修飾。
        

        倫敦帝國理工學院生物工程系論文的第一作者，研究員William Shaw博士解釋說：“這使我們能夠準確理解我們如何通過遺傳工程改造細胞，以便它能夠以一種方式感知我們想要的東西。我們有控制權。
        

        “在計算結果的指導下，我們創(chuàng)造了一種高度修飾的酵母菌株，消除了GPCR信號通路中的所有非必需相互作用。通過改變模型中鑒定的關鍵組分水平，我們能夠可預測地改變細胞的方式。回應了他們的環(huán)境。“
        

        來自倫敦帝國理工學院生物工程系的湯姆埃利斯博士和該論文的資深作者補充說：“我們學到了關于為什么細胞對相同濃度的相同分子有不同反應的重要原則。如果DNA序列的變異決定了關鍵組件級別，這可以改變一切。“
        

        AstraZeneca的Hit Discovery主任Mark Wigglesworth博士說：“GPCR對健康細胞系統(tǒng)的功能至關重要，它們仍然是人類醫(yī)學中最有針對性的蛋白質之一。希望增加我們對這些蛋白質的認識將導致未來更多的創(chuàng)新藥物。“
        
			

			
          
        
			
        
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