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      改變細胞行為可以促進生物燃料
      
			
      
				2019-01-11 10:05:33
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      圣路易斯華盛頓大學的一位計算機科學家開發(fā)出一種方法，可以誘導細胞在非自然環(huán)境下做自然事物，這對干細胞研究，基因治療和生物燃料生產(chǎn)非常有用。工程與應用科學學院的Henry Edwin Sever工程教授Michael Brent設計了一種名為NetSurgeon的算法，該算法推薦基因通過手術從細胞基因組中移除，迫使其在不同的環(huán)境中進行正?；顒踊颦h(huán)境。例如，普通面包師的酵母細胞通常在從玉米植物的可食用谷物中提取的糖喂養(yǎng)時產(chǎn)生大量的酒精，即生物燃料。NetSurgeon設計的遺傳手術確保細胞在喂食不可食用的葉子和莖中發(fā)現(xiàn)的一種糖時會產(chǎn)生更多的酒精。
      

      改變細胞行為可以促進生物燃料
      

      布蘭特說：“酵母經(jīng)過精心設計，可以用木糖制造酒精，木糖是植物木本部分的一種糖，但它們做得不好。” “我們認為問題并不是他們不能做到，而是他們不想做。所以我們必須讓他們使用他們從玉米粒喂食糖時使用的同一組基因來說服他們。我們有時會認為這會導致酵母'產(chǎn)生幻覺'，即他們喜歡將糖變成酒精。
      

      “最終，我們想要影響的是細胞的行為以及它們對事物的反應方式，”布倫特說。“他們應對的方式之一是通過改變他們正在制造的細胞部分的組合。我們正在嘗試設計細胞來改變部件組合以做一些與理想行為相關的事情，例如成為肝細胞或生產(chǎn)生物燃料我們稱之為“轉錄組工程”，因為它改變了控制電路，以便同時改變許多部件的生產(chǎn)，而不是一次只關注一個部件。
      

      布倫特的研究小組專注于轉錄調(diào)控網(wǎng)絡，這是一種控制電路，細胞通過控制電路感知細胞的狀況，并通過改變每種基因產(chǎn)生的蛋白質來對其作出反應。這些網(wǎng)絡的關鍵組成部分是轉錄因子，或打開和關閉基因的蛋白質。NetSurgeon從每個基因和目標水平獲取當前的生產(chǎn)水平，并建議通過刪除編碼它們的基因來去除轉錄因子，以便將生產(chǎn)水平移向目標。
      

      “如果你有一個干細胞，并希望它成為一個肝細胞，你想讓它上下轉動基因以匹配肝細胞中的水平，”布倫特說。
      

      雖然布倫特實驗室一直在研究酵母對過量糖的反應方式，但布倫特說這種技術可以應用于任何生物體。
      

      “許多相同的電路存在于人體細胞中，甚至是藥物靶點，”他說。
      
			

			
        
      
			
      
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