無細(xì)胞系統(tǒng)用于研究轉(zhuǎn)錄調(diào)控
EPFL生物網(wǎng)絡(luò)表征實驗室的科學(xué)家開發(fā)了一種定量的，可復(fù)制的方法，用于研究甚至預(yù)測基因表達(dá)，該方法使用無細(xì)胞系統(tǒng)與高通量微流體裝置相結(jié)合。根據(jù)本月早些時候在PNAS上發(fā)表的一篇論文，他們的工作使他們能夠建立一個合成的生物邏輯門，有朝一日可以用它來改變細(xì)胞功能。
“這種'無細(xì)胞'系統(tǒng)由細(xì)胞用來進(jìn)行正常生物過程的酶和化學(xué)物質(zhì)組成。有趣的是，我們可以通過向提取物提供燃料和信息，以高濃度的形式重新啟動細(xì)胞外的基因表達(dá)。能量磷酸鹽和DNA，“該研究的共同作者Nadanai Laohakunakorn解釋說。”因為這個過程非常模仿活細(xì)胞中發(fā)生的事情，我們可以利用我們的平臺研究一系列生物現(xiàn)象，而不必每次都修改活細(xì)胞“。
科學(xué)家報告說他們的方法有幾個優(yōu)點。首先，無細(xì)胞系統(tǒng)可以模擬細(xì)胞內(nèi)的系統(tǒng)，但它們更簡單，并且它們的機制可以用數(shù)學(xué)方式建模。這意味著它們可以通過將它們分解為更簡單的部分來幫助理解更復(fù)雜的生物現(xiàn)象。為了研究基因表達(dá)，科學(xué)家們在微流控芯片上檢測了數(shù)千個無細(xì)胞反應(yīng)。“我們能夠測試幾種不同的情景并構(gòu)建合成轉(zhuǎn)錄因子的定量庫，這使我們能夠預(yù)測給定蛋白質(zhì)對基因的影響，”該研究的另一位合著者Zoe Swank說。“我們的方法可以擴(kuò)展到構(gòu)建相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)。”
其次，無細(xì)胞系統(tǒng)是堅固的并且在冷凍(甚至冷凍干燥)后保持穩(wěn)定，這允許它們大規(guī)模生產(chǎn)并且部署在從低成本診斷到生物制劑的按需生產(chǎn)的應(yīng)用中。第三，由于它們不存在，無細(xì)胞系統(tǒng)可用于生產(chǎn)超出傳統(tǒng)生物制造方法范圍的化合物。據(jù)報道，它們不會在實驗室環(huán)境之外造成自我復(fù)制或生物污染的風(fēng)險。
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