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计算机可操控酵母菌内特定基因开关
2009-04-18 18:31:10 来源: 作者: 【 】 浏览:1332次 评论:0

据英国广播公司(BBC)11月6日报道,瑞士科学家在最新一期《自然—生物技术》杂志撰文指出,他们成功地在计算机和普通酿酒酵母之间形成了一个“反馈环”,可用计算机精确地控制酵母菌内特定基因的打开和关闭,这项创新方法可对利用微生物制造生物燃料或抗体等生物过程进行精确控制。

  该研究的领导者、瑞士联邦理工学院苏黎世分校自动化研究所所长约翰·莱格热斯表示,在最新研究中,计算机通过控制闪光可打开和关闭某个特定基因的表达,让该基因“学会”达到和维持一个给定值。这是一种相对比较简单的方法,能让科学家们很好地控制复杂的生物化学过程来得到满意的结果。此前已有很多科学家尝试过其他方法,比如在细胞内部给细胞编码让其成为电路,或将基因放入细胞内等,然而结果都差强人意。

  莱格热斯和同事用酿酒酵母开始实验,酿酒酵母在现代分子和细胞生物学中一般被用作真核模式生物,供科学家进行各种生物实验。2002年,一项研究发现,当酿酒酵母暴露于光线下时,其体内一种名为光敏素的分子会发生变化:红光让其处于“活跃状态”,而远红光又会将其变回稳定态,这表明光敏素的活动能让制造给定蛋白的基因机制打开或关闭。

  莱格热斯研究团队使用上述技巧来确保当酿酒酵母制造特定蛋白时,会将相应的基因打开;使用一个在发射荧光过程中自身能发光的“信使”分子也能追踪这种酵母菌的“一举一动”。他们制造出了一个控制环:当红光照射时,可追踪有多少个酵母细胞正在表达该基因;也可用远红光来抑制这种基因表达。该研究团队还研发出了一个计算机模型,以追踪每次光照应持续多长时间才能精确地让特定数量的基因表达得以维持。

  科学家们表示,最新研究表明,生命内精确而微妙的生物机制能被用于很多实验中,这些实验有助于我们更好地理解细胞信号传导机制。最新研究还有望应用于生物燃料或抗体的制造过程中,通过转基因技术来增加产量。 

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