新穎的合成生物學(xué)技術(shù)可能幫助突破在疾病治療上
合成生物學(xué)醫(yī)學(xué)提供了一個(gè)對未來的愿景,細(xì)胞可以被對抗癌癥和糖尿病等疾病。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),科學(xué)家們用病毒感染和新的屬性轉(zhuǎn)移到細(xì)胞,所以他們的行為以某種方式。但是沒有一個(gè)可靠的方法,以確保所有的細(xì)胞都以同樣的方式,即使他們不是感染uniformly-until現(xiàn)在。
上周發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中生物技術(shù)、東北大學(xué)特聘教授愛德華多·桑塔格和他的同事們描述一個(gè)小說合成生物學(xué)給研究者更多的技術(shù)控制比以往的過程。
“這讓我們接近的目標(biāo)設(shè)計(jì)可靠、健壯的干預(yù)措施使用合成生物學(xué)和基因工程,“桑塔格說,持有共同任命電氣和計(jì)算機(jī)工程與生物工程學(xué)系。本報(bào)告由他與合成生物學(xué)中心的克里斯托弗·沃伊特和托馬斯Segall-Shapiro麻省理工學(xué)院的技術(shù)。
科學(xué)家感興趣的是使用合成生物學(xué)開發(fā)治療各種各樣的疾病。例如,1型糖尿病是一種自身免疫性疾病造成的身體的錯(cuò)誤地破壞β細(xì)胞產(chǎn)生胰島素。如果我們可以工程師細(xì)胞跟蹤自己和分裂時(shí)產(chǎn)生更多的細(xì)胞人口減少?
桑塔格說,這是一個(gè)理論的例子,但它說明了合成生物學(xué)的潛在力量。在這些干預(yù)措施可以實(shí)現(xiàn)之前,科學(xué)家們必須掌握他們插入細(xì)胞的控制電路。
“這就像恒溫器”,桑塔格說。“如果房間太熱,它會(huì)打開空調(diào)。如果天氣太冷,可能會(huì)打開加熱。有一個(gè)反饋機(jī)制,調(diào)節(jié)溫度。以同樣的方式,您可以構(gòu)建電路來調(diào)節(jié)細(xì)胞中的東西。”
插入一個(gè)控制電路進(jìn)入細(xì)胞,科學(xué)家們用病毒作為一個(gè)向量。問題是細(xì)胞被感染高度可變的方式,使他們產(chǎn)生的基因表達(dá)非常難以預(yù)測。
“如果你播種,你不想要太多的植物在一個(gè)地方,你想要一切都是均勻分布的,“桑塔格說。這正是他的新方法允許。當(dāng)病毒插入細(xì)胞時(shí),細(xì)胞內(nèi)的基因達(dá)到另一個(gè)和自我調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的行為是相同的,就像感染已經(jīng)擴(kuò)散得更加均勻。
這項(xiàng)工作是合成的一個(gè)重要發(fā)展生物學(xué)Wilson Wong說,波士頓大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究員他并沒有參與這項(xiàng)研究。黃關(guān)注細(xì)胞immunotherapy-the利用人體自身的免疫系統(tǒng)目標(biāo)和抵抗疾病。“它使杰出的控制基因表達(dá)無論拷貝數(shù)變異,”王解釋說,他指的是感染細(xì)胞的分布。“這種水平的控制是非常驚人的。我期待嘗試這種類型的設(shè)計(jì)在人類T細(xì)胞”。
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