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      新開發(fā)的開關激活基因比自然界好幾千倍
      
			
      
				2018-12-20 09:11:05
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      如果科學家可以精確地調(diào)節(jié)基因表達，他們可以關閉對疾病和疾病負責的基因，并開啟那些增強健康和免疫系統(tǒng)的基因。“這就是控制基因表達如此根本的原因，”西北大學的Julius Lucks說。“一旦你掌握了它，你就可以做任何事情。”對于Lucks來說，對基因表達有一個“好”的處理可能是輕描淡寫。他和他的團隊開發(fā)了一種功能強大且功能多樣的工具，可以實現(xiàn)比自然界好幾千倍的基因激活。
      

      新開發(fā)的開關激活基因比自然界好幾千倍
      

      西北麥考密克工程學院的化學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。” “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期刊上。James Chappell是Lucks實驗室的博士后研究員，現(xiàn)在是萊斯大學的助理教授，他是該論文的第一作者。
      

      使用計算設計方法，Lucks通過分子編程稱為稱為小轉(zhuǎn)錄激活RNA的RNA分子(或他的小組之前發(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)化特定應用的STAR。一家外部公司使用算法的結果構建一個物理的RNA片段，然后Lucks在實驗中使用。
      

      運氣將STARs比作燈開關。“對于生物學中發(fā)生的任何事情，'光'必須開啟，”西北大學合成生物學中心成員Lucks說。“我們總是對開啟事情感興趣，所以我們找到了一種方法來設計一些非常好的燈開關。”
      

      繼續(xù)類比，在自然界中發(fā)現(xiàn)的RNA開關無法完全打開或關閉“燈”。通常情況下，房間總是昏暗，而不是完全黑暗或光亮。但研究人員希望對系統(tǒng)進行更嚴格的控制。Lucks'STAR可以打開光源或激活基因 - 比沒有STAR的情況下亮9,000倍，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，你就會想知道當它完全開啟或關閉時它會起什么作用，”Lucks解釋道。“當基因存在或在那里的中途時，不是這樣。那就更難解開了。”
      

      對于診斷應用來說尤其如此，Lucks計劃通過他的新工具繼續(xù)追求它。因為RNA擅長檢測RNA的其他鏈，所以STAR可用于診斷RNA病毒。要做到這一點，Lucks的開關可以設計成在其中一種病毒出現(xiàn)時打開。“你必須有超級嚴密的控制來實現(xiàn)這一點，”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。運氣也有興趣將它們用于代謝工程，調(diào)節(jié)RNA網(wǎng)絡等。“這是一項支持技術，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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