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      科學(xué)家通過遺傳工程改造酵母
      
			
      
				2019-07-14 15:42:06
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      學(xué)者們已經(jīng)對酵母細(xì)胞進(jìn)行了基因改造，以幫助科學(xué)家以更理想的方式控制他們對環(huán)境的反應(yīng)。選擇酵母是因?yàn)樗c人體細(xì)胞具有關(guān)鍵特征 - 最重要的是，它可以使用G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)感知其環(huán)境。該研究將幫助科學(xué)家了解患病細(xì)胞的功能。研究人員通過重寫酵母細(xì)胞內(nèi)的DNA來控制它們對環(huán)境的反應(yīng)，從而“微調(diào)”了一種主要的細(xì)胞信號傳導(dǎo)機(jī)制。
      

      科學(xué)家通過遺傳工程改造酵母
      

      該研究由Cell今天發(fā)布，具有直接的生物技術(shù)用途，但也可能對醫(yī)療保健研究產(chǎn)生更廣泛的影響。希望能夠改變細(xì)胞反應(yīng)的方式將有助于科學(xué)家了解患病細(xì)胞的功能，并導(dǎo)致修飾細(xì)胞用于治療患者。
      

      來自劍橋大學(xué)和倫敦帝國理工學(xué)院的學(xué)者與阿斯利康合作，利用數(shù)學(xué)建模和基因工程來編輯酵母細(xì)胞，幫助科學(xué)家控制細(xì)胞的感知，以及他們?nèi)绾我愿硐氲姆绞綄Ω兄a(chǎn)生反應(yīng)。
      

      選擇酵母是因?yàn)樗c人體細(xì)胞具有關(guān)鍵特征 - 最重要的是，它可以使用G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)感知其環(huán)境。
      

      劍橋大學(xué)藥理學(xué)系講師兼圣約翰學(xué)院研究員Graham Ladds博士說：“酵母被用作了解人類發(fā)生情況的機(jī)制。我們使用數(shù)學(xué)建模和遺傳修飾來編輯細(xì)胞并重新調(diào)整應(yīng)該做出的回應(yīng)。“
      

      GPCR是使細(xì)胞能夠感知其環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)如激素，毒物和藥物的受體。細(xì)胞讀取它們的環(huán)境并感知激素水平，如腎上腺素，血清素，組胺和多巴胺。它們還可以作為光，氣味和味道的感受器，一些位于舌頭上，給我們的味覺。
      

      我們體內(nèi)有大約800種不同的GPCR，大約一半的藥物使用這些受體 - 包括β受體阻滯劑，抗組胺藥和各種精神藥物。但是關(guān)于GPCR信號如何工作還不夠。
      

      研究人員面臨的困難之一是DNA變異可能對信號網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，并確定部分DNA如何影響這一點(diǎn)是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。
      

      劍橋團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個酵母細(xì)胞的數(shù)學(xué)模型，該模型具有不同濃度的不同細(xì)胞成分，并找到了每個細(xì)胞成分最有效信號的最佳水平。然后，倫敦帝國理工學(xué)院的一組研究人員利用這些知識對細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾。
      

      倫敦帝國理工學(xué)院生物工程系論文的第一作者，研究員William Shaw博士解釋說：“這使我們能夠準(zhǔn)確理解我們?nèi)绾瓮ㄟ^遺傳工程改造細(xì)胞，以便它能夠以一種方式感知我們想要的東西。我們有控制權(quán)。
      

      “在計(jì)算結(jié)果的指導(dǎo)下，我們創(chuàng)造了一種高度修飾的酵母菌株，消除了GPCR信號通路中的所有非必需相互作用。通過改變模型中鑒定的關(guān)鍵組分水平，我們能夠可預(yù)測地改變細(xì)胞的方式?；貞?yīng)了他們的環(huán)境。“
      

      來自倫敦帝國理工學(xué)院生物工程系的湯姆埃利斯博士和該論文的資深作者補(bǔ)充說：“我們學(xué)到了關(guān)于為什么細(xì)胞對相同濃度的相同分子有不同反應(yīng)的重要原則。如果DNA序列的變異決定了關(guān)鍵組件級別，這可以改變一切。“
      

      AstraZeneca的Hit Discovery主任Mark Wigglesworth博士說：“GPCR對健康細(xì)胞系統(tǒng)的功能至關(guān)重要，它們?nèi)匀皇侨祟愥t(yī)學(xué)中最有針對性的蛋白質(zhì)之一。希望增加我們對這些蛋白質(zhì)的認(rèn)識將導(dǎo)致未來更多的創(chuàng)新藥物。“
      
			

			
        
      
			
      
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