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        改變細(xì)胞行為可以促進(jìn)生物燃料
        
			
        
				2019-01-11 10:05:33
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        圣路易斯華盛頓大學(xué)的一位計(jì)算機(jī)科學(xué)家開發(fā)出一種方法，可以誘導(dǎo)細(xì)胞在非自然環(huán)境下做自然事物，這對(duì)干細(xì)胞研究，基因治療和生物燃料生產(chǎn)非常有用。工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的Henry Edwin Sever工程教授Michael Brent設(shè)計(jì)了一種名為NetSurgeon的算法，該算法推薦基因通過(guò)手術(shù)從細(xì)胞基因組中移除，迫使其在不同的環(huán)境中進(jìn)行正?；顒?dòng)或環(huán)境。例如，普通面包師的酵母細(xì)胞通常在從玉米植物的可食用谷物中提取的糖喂養(yǎng)時(shí)產(chǎn)生大量的酒精，即生物燃料。NetSurgeon設(shè)計(jì)的遺傳手術(shù)確保細(xì)胞在喂食不可食用的葉子和莖中發(fā)現(xiàn)的一種糖時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的酒精。
        

        改變細(xì)胞行為可以促進(jìn)生物燃料
        

        布蘭特說(shuō)：“酵母經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可以用木糖制造酒精，木糖是植物木本部分的一種糖，但它們做得不好。” “我們認(rèn)為問(wèn)題并不是他們不能做到，而是他們不想做。所以我們必須讓他們使用他們從玉米粒喂食糖時(shí)使用的同一組基因來(lái)說(shuō)服他們。我們有時(shí)會(huì)認(rèn)為這會(huì)導(dǎo)致酵母'產(chǎn)生幻覺(jué)'，即他們喜歡將糖變成酒精。
        

        “最終，我們想要影響的是細(xì)胞的行為以及它們對(duì)事物的反應(yīng)方式，”布倫特說(shuō)。“他們應(yīng)對(duì)的方式之一是通過(guò)改變他們正在制造的細(xì)胞部分的組合。我們正在嘗試設(shè)計(jì)細(xì)胞來(lái)改變部件組合以做一些與理想行為相關(guān)的事情，例如成為肝細(xì)胞或生產(chǎn)生物燃料我們稱之為“轉(zhuǎn)錄組工程”，因?yàn)樗淖兞丝刂齐娐?，以便同時(shí)改變?cè)S多部件的生產(chǎn)，而不是一次只關(guān)注一個(gè)部件。
        

        布倫特的研究小組專注于轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這是一種控制電路，細(xì)胞通過(guò)控制電路感知細(xì)胞的狀況，并通過(guò)改變每種基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)來(lái)對(duì)其作出反應(yīng)。這些網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分是轉(zhuǎn)錄因子，或打開和關(guān)閉基因的蛋白質(zhì)。NetSurgeon從每個(gè)基因和目標(biāo)水平獲取當(dāng)前的生產(chǎn)水平，并建議通過(guò)刪除編碼它們的基因來(lái)去除轉(zhuǎn)錄因子，以便將生產(chǎn)水平移向目標(biāo)。
        

        “如果你有一個(gè)干細(xì)胞，并希望它成為一個(gè)肝細(xì)胞，你想讓它上下轉(zhuǎn)動(dòng)基因以匹配肝細(xì)胞中的水平，”布倫特說(shuō)。
        

        雖然布倫特實(shí)驗(yàn)室一直在研究酵母對(duì)過(guò)量糖的反應(yīng)方式，但布倫特說(shuō)這種技術(shù)可以應(yīng)用于任何生物體。
        

        “許多相同的電路存在于人體細(xì)胞中，甚至是藥物靶點(diǎn)，”他說(shuō)。
        
			

			
          
        
			
        
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