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      可調(diào)節(jié)的遺傳“時鐘”可能會改善生物技術(shù)策略
      
			
      
				2019-04-21 14:32:00
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      帝國科學(xué)家已經(jīng)研究出如何微調(diào)蜂窩鐘，這可能會優(yōu)化藥物，生物燃料和其他化學(xué)品的生產(chǎn)。在遺傳學(xué)中，振蕩器是生物學(xué)“時鐘”，它以規(guī)則的時間間隔表達(dá)某些關(guān)鍵基因。這種振蕩器存在于生命的各個領(lǐng)域，從細(xì)菌到人類 - 它們的節(jié)律是細(xì)胞分裂和新陳代謝等基本過程的核心。
      

      可調(diào)節(jié)的遺傳“時鐘”可能會改善生物技術(shù)策略
      

      振蕩器可以通過外部線索進行操縱。例如，晝/夜循環(huán)影響控制褪黑激素釋放的基因，在夜間增加其水平以誘導(dǎo)和維持嗜睡。
      

      科學(xué)家越來越多地向工程細(xì)胞提供基因振蕩器，幫助他們控制藥物，生物燃料和其他化學(xué)物質(zhì)的釋放。然而到目前為止，難以分別控制振蕩的頻率和振幅。
      

      現(xiàn)在，倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員對Cell Systems進行的一項研究表明，通過調(diào)整所需的振幅和頻率，可以更好地控制遺傳振蕩。
      

      這可以通過減少基因保持“開啟”的時間來減少細(xì)胞的“預(yù)算”資源，從而減少能量負(fù)擔(dān)和細(xì)胞中有毒化合物的積累。這將簡化生產(chǎn)藥物，生物燃料和其他化學(xué)品的過程，使操作更加高效和高效。
      

      來自帝國生物工程系的主要作者Guy-Bart Stan博士說：“我們已經(jīng)證明，可以獨立調(diào)整基因鐘的幅度和頻率，使我們能夠更好地控制其輸出。”
      

      解開節(jié)奏
      

      目前，宿主細(xì)菌細(xì)胞經(jīng)遺傳改變以表達(dá)控制所需蛋白質(zhì)表達(dá)的基因。遺傳振蕩器是合成生物學(xué)中構(gòu)建的第一批生物電路，已經(jīng)用于各種應(yīng)用，但到目前為止，科學(xué)家們一直無法在不影響頻率的情況下改變幅度，反之亦然。
      

      研究人員使用計算機建模來揭示當(dāng)前遺傳振蕩器中振幅和頻率之間的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上提出了獨立控制振幅和頻率的新設(shè)計原則。
      

      這些新設(shè)計的遺傳時鐘可以幫助構(gòu)建更復(fù)雜的藥物傳遞遺傳網(wǎng)絡(luò)，甚至可以引入個性化的醫(yī)學(xué)元素。
      

      第一作者，來自生物工程系的Marios Tomazou博士說：“我們的研究結(jié)果可以幫助我們制造在特定時間生效的藥物，具體取決于對特定患者的益處。這種方法可以使藥物更有效，同時減少任何一方永遠(yuǎn)“開啟”造成的影響。“
      

      接下來，研究人員將從計算機模型到實驗室測試的概念進行測試，以測試它是否在實際環(huán)境中工作。
      
			

			
        
      
			
      
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