發(fā)布細胞信號網(wǎng)絡重編程新技術
斯坦福大學的一位生物工程師幫助研發(fā)出了一項調節(jié)細胞內部運作控制系統(tǒng)的新技術，從而為未來開發(fā)出能夠關閉疾病狀態(tài)或是開啟健康程序的治療干預指明了道路。
這一分子換向器利用了三個生物學子系統(tǒng)的協(xié)同作用，對信號通路即編排細胞機器的復雜分子互作網(wǎng)絡進行了重定向。
Smolke和她的合作者們：針對酵母細胞完成了這些實驗。
這一分子網(wǎng)絡轉向器適用于研究控制細胞發(fā)育、增殖和死亡的信號網(wǎng)絡。當人類中的這些信號通路出錯時，這樣的功能失?？蓪е略S多癌癥類型及其他疾病。
Smolke 說：“盡管我們是在酵母中開展這項研究，但這些信號通路在高等生物中具有極大的保守性或相似性。既然我們在較簡單的系統(tǒng)中已經(jīng)證實了這一點，接下來就是將這項技術應用于人類細胞培養(yǎng)物。”
研究小組zui初的目的是要控制酵母的交配行為，這一自然活動受到信息素的影響。信息素是一種自然生成的、可觸發(fā)異性反應的無氣味物質。
在一系列的實驗中，Smolke和她的合作者們嘗試了各種技術在不考慮信息素活性的條件下，誘導或是抑制酵母交配行為。
起初，他們發(fā)現(xiàn)所應用的各種技術作用相互抵消。但通過計算機建模以及微調化學成分，他們將三種技術整合為一項統(tǒng)一標準技術，構建出了這一分子網(wǎng)絡換向器，其中包括的元件有：
傳感器，一個以RNA為基本組成的收集有關細胞化學環(huán)境信息的系統(tǒng)。
啟動子，幫助啟動和調節(jié)想得到的變化。
信號通路調控子，負責找到細胞信號通路中適當?shù)奈稽c進行干預。
Smolke說：“我們利用這些片段構建出了這一控制系統(tǒng)。以一種模塊化方式將它們組合到這一分子網(wǎng)絡換向器中，這就是我們的新成果。”通過采用化學方法以不同的方式調節(jié)這一分子網(wǎng)絡，研究人員能夠在缺乏信息素的條件下誘導酵母交配，在有信息素的情況下抑制交配行為，操控包含這一信號調控機制的細胞系處于中性狀態(tài)直至研究人員觸動這一信號開關。
Smolke 說：“我們已經(jīng)構建出了這種工具，該工具本身是一種控制系統(tǒng)，并為操作自身提供了一種方法?；谶@一原理證明，我們還能夠想出其他普遍性的設計策略。”
波士頓大學的生物醫(yī)學工程需教授James Collins博士（未參與該研究）認為，這篇論文表明了一種構建生物工程學工具的新系統(tǒng)方法。
Collins 說：“它表明我們無需從頭開始，可通過利用已經(jīng)獲得的組件來取得進展。這項工作將工程學原理應用到了細胞生物學中，是合成生物學的一個重要進展。”
