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MIT攻克合成生物学一大难题 有助揭开生命起源

来源:科技日报/聂翠蓉 2016-11-16 09:24

美国麻省理工学院(MIT)官网14日发布公告称,该校研究团队攻克了合成生物学的一大技术难题:将不同遗传线路分隔在单个人工合成细胞内,以阻止它们相互干扰,从而可串联成更加复杂的遗传线路,合成更加复杂的药物分子。这一新方法可以帮助研究人员设计出全新遗传线路,并有助于揭开地球生命早期起源之谜。

研究团队在《自然·化学》杂志上发表论文称,他们将遗传线路包裹在脂质体液滴中,这些脂质体拥有与细胞膜非常相似的脂肪膜,可扮演人工细胞的角色,除了能识别DNA和合成蛋白质外,没有其他任何细胞功能。该校生物工程兼脑认知科学副教授爱德华·博伊顿表示:“脂质体在遗传线路间筑起一道‘墙’,使它们不能相互交流,即使‘住’在同一个细胞工厂也不会相互干扰。”

研究团队还证明,该方法可用来生成包含不同生物体遗传线路的复杂线路。他们将含细菌遗传线路的人工细胞暴露在茶碱分子中,诱导多西环素分子(一种治疗上呼吸道感染的药物)离开脂质体,并进入含哺乳动物遗传线路的脂质体中,多环西素在此会激活遗传物质生成荧光蛋白——荧光素酶。博伊顿解释道:“细菌遗传物质与哺乳动物遗传物质组成的混合线路系统中,细菌线路就像计算机程序,而哺乳动物线路更像工厂,两者结合后通过感应脑细胞或其他细胞发出的分子信号,可生成抗体等复杂生物药物。”

研究人员还将一种名叫“SNAREs”的蛋白质插入脂质体的脂肪膜表面,不同脂质体通过这些表面蛋白键合而融合在一起。抓住调控这些脂质体的融合时机,就能让它们生成的分子结合成想要的最终产品。

博伊顿表示,他们的合成细胞方法不仅能帮助合成生物学研究改进现有方法,还能用来模拟地球早期生物的行为特性,帮助建立地球生物的物理环境,从而有助于在太阳系和其他星系寻找生命迹象。(生物谷Bioon.com)

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