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      新開發(fā)的開關(guān)激活基因比自然界好幾千倍
      
			
      
				2019-05-20 10:25:17
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      如果科學(xué)家可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)基因表達(dá)，他們就可以關(guān)閉對疾病和疾病負(fù)責(zé)的基因，并開啟那些能增強(qiáng)健康和免疫系統(tǒng)的基因。“這就是控制基因表達(dá)如此根本的原因，”西北大學(xué)的Julius Lucks說。“一旦你掌握了它，你就可以做任何事情。”
      

      新開發(fā)的開關(guān)激活基因比自然界好幾千倍
      

      對于Lucks來說，對基因表達(dá)有一個“好”的處理可能是輕描淡寫。他和他的團(tuán)隊開發(fā)了一種功能強(qiáng)大且功能多樣的工具，可以比自然界好幾千倍的基因激活。
      

      西北麥考密克工程學(xué)院的化學(xué)與生物工程副教授拉克斯說：“我們所做的只是做一個轉(zhuǎn)換基因的RNA開關(guān)。”“真正令人敬畏的是它真的非常非常好。”
      

      該研究由美國國家科學(xué)基金會，國防高級研究計劃局和芝加哥社區(qū)信托基金會的Searle基金資助，于10月19日在線發(fā)表在Nature Communications雜志上。James Chappell是Lucks實驗室的博士后研究員，現(xiàn)在是萊斯大學(xué)的助理教授，擔(dān)任該論文的第一作者。
      

      使用計算設(shè)計方法，Lucks通過分子編程稱為稱為Small Transcription Activating RNA的RNA分子(或他的團(tuán)隊之前發(fā)現(xiàn)的STAR)來創(chuàng)建轉(zhuǎn)換。然后他使用由西北校友Joe Zadeh('03)開發(fā)的算法來優(yōu)化特定應(yīng)用的STAR。一家外部公司使用該算法的結(jié)果構(gòu)建一個物理的RNA片段，然后Lucks在實驗中使用。
      

      運(yùn)氣將STARs比作燈開關(guān)。
      

      “對于生物學(xué)中發(fā)生的任何事情，'光'必須開啟，”西北大學(xué)合成生物學(xué)中心成員Lucks說。“我們總是對開啟事業(yè)感興趣，因此我們找到了一種方法來設(shè)計一些非常好的燈開關(guān)。”
      

      繼續(xù)類比，自然界中發(fā)現(xiàn)的RNA開關(guān)無法完全打開或關(guān)閉“燈”。通常情況下，房間總是暗淡而不是完全黑暗或光亮。但研究人員希望對系統(tǒng)進(jìn)行更嚴(yán)格的控制。運(yùn)氣'STAR可以打開光 - 或激活一個比沒有STAR存在時亮9,000倍的基因，提供研究人員缺乏的完全黑暗或明亮的空間。
      

      “如果你研究一個系統(tǒng)來探索一個基因的作用，你想知道它在完全開啟或關(guān)閉時的作用，”Lucks解釋道。“當(dāng)基因存在或在那里的中途時，不是。那就更難解開了。”
      

      對于診斷應(yīng)用來說尤其如此，Lucks計劃接下來使用他的新工具。由于RNA優(yōu)于檢測其他RNA鏈，因此STAR可用于診斷RNA病毒。要做到這一點，Lucks的開關(guān)可以設(shè)計成在其中一種病毒出現(xiàn)時打開。
      

      “你必須有超級嚴(yán)密的控制來實現(xiàn)這一目標(biāo)，”Lucks說。“你不需要中途信號，因為那時你會得到誤報。你需要一個明確的信號。”
      

      然而，診斷只是研究人員可以用STAR完成的一件事。運(yùn)氣也有興趣將它們用于代謝工程，調(diào)節(jié)RNA網(wǎng)絡(luò)等。
      

      “這是一項支持技術(shù)，我們立即開始合作，”Lucks說。“突然之間，所有這些不同的事情都有可能。這真是太棒了。”
      
			

			
        
      
			
      
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