無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)用于研究轉(zhuǎn)錄調(diào)控
EPFL生物網(wǎng)絡(luò)表征實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種定量的,可復(fù)制的方法,用于研究甚至預(yù)測(cè)基因表達(dá),該方法使用無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)與高通量微流體裝置相結(jié)合。根據(jù)本月早些時(shí)候在PNAS上發(fā)表的一篇論文,他們的工作使他們能夠建立一個(gè)合成的生物邏輯門(mén),有朝一日可以用它來(lái)改變細(xì)胞功能。
“這種'無(wú)細(xì)胞'系統(tǒng)由細(xì)胞用來(lái)進(jìn)行正常生物過(guò)程的酶和化學(xué)物質(zhì)組成。有趣的是,我們可以通過(guò)向提取物提供燃料和信息,以高濃度的形式重新啟動(dòng)細(xì)胞外的基因表達(dá)。能量磷酸鹽和DNA,“該研究的共同作者Nadanai Laohakunakorn解釋說(shuō)。”因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程非常模仿活細(xì)胞中發(fā)生的事情,我們可以利用我們的平臺(tái)研究一系列生物現(xiàn)象,而不必每次都修改活細(xì)胞“。
科學(xué)家報(bào)告說(shuō)他們的方法有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先,無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)可以模擬細(xì)胞內(nèi)的系統(tǒng),但它們更簡(jiǎn)單,并且它們的機(jī)制可以用數(shù)學(xué)方式建模。這意味著它們可以通過(guò)將它們分解為更簡(jiǎn)單的部分來(lái)幫助理解更復(fù)雜的生物現(xiàn)象。為了研究基因表達(dá),科學(xué)家們?cè)谖⒘骺匦酒蠙z測(cè)了數(shù)千個(gè)無(wú)細(xì)胞反應(yīng)。“我們能夠測(cè)試幾種不同的情景并構(gòu)建合成轉(zhuǎn)錄因子的定量庫(kù),這使我們能夠預(yù)測(cè)給定蛋白質(zhì)對(duì)基因的影響,”該研究的另一位合著者Zoe Swank說(shuō)。“我們的方法可以擴(kuò)展到構(gòu)建相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)。”
其次,無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)是堅(jiān)固的并且在冷凍(甚至冷凍干燥)后保持穩(wěn)定,這允許它們大規(guī)模生產(chǎn)并且部署在從低成本診斷到生物制劑的按需生產(chǎn)的應(yīng)用中。第三,由于它們不存在,無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)可用于生產(chǎn)超出傳統(tǒng)生物制造方法范圍的化合物。據(jù)報(bào)道,它們不會(huì)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外造成自我復(fù)制或生物污染的風(fēng)險(xiǎn)。
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