DNA 閥門控制沿 DNA 的分子過程。來源：托馬斯·戈羅霍夫斯基

布里斯托大學的科學家們已經(jīng)開發(fā)出新的生物部件，這些部件能夠塑造細胞過程沿DNA的流動。

這項工作現(xiàn)已發(fā)表在《自然通訊》雜志上，為信息如何在 DNA 中編碼以及構建可持續(xù)生物技術的新工具提供了全新的視角。

盡管肉眼看不見，但微生物對我們的生存來說是不可或缺的。它們使用 DNA 運作，通常被稱為生命密碼。DNA 編碼了許多可能對我們有用的工具，但我們目前對如何解釋 DNA 序列缺乏完整的理解。

布里斯托爾生物科學學院的第一作者和博士生 Matthew Tarnowski 說：“了解微生物世界很棘手。雖然用測序儀讀取微生物的 DNA 為我們提供了了解底層代碼的窗口，但您仍然需要讀取許多不同的 DNA 序列才能了解它的實際工作原理。這有點像嘗試學習一門新語言，但只需要一小段文字。”

為了解決這個問題，布里斯托爾團隊專注于如何讀取 DNA 中編碼的信息，特別是如何控制細胞過程沿 DNA 的流動。這些生物信息流協(xié)調了細胞的許多核心功能，塑造它們的能力將提供一種指導細胞行為的方法。

從大自然中汲取靈感，眾所周知，DNA 上的流動通常是復雜且相互交織的，該團隊專注于如何通過創(chuàng)建“閥門”來調節(jié)這些流動，以調節(jié)從一個 DNA 區(qū)域到另一個區(qū)域的流動。

正置偏光顯微鏡的安裝

正置偏光顯微鏡的結構及安裝方法.

相關儀器: 輪轉切片機

布里斯托大學資深作者兼皇家學會大學研究員 Thomas Gorochowski 博士說：“類似于控制液體流過管道速度的閥門，這些閥門塑造了分子過程沿 DNA 的流動。這些流動使細胞能夠理解存儲在其基因組中的信息，并且控制它們的能力使我們能夠以有用的方式重新編程它們的行為?！?/p>

設計新的生物部件通常會花費大量時間。為了解決這個問題，該團隊采用了能夠并行快速組裝許多 DNA 部分的方法，以及基于“納米孔”的測序技術，使他們能夠同時測量每個部分的工作方式。

奧林巴斯CX23生物顯微鏡,極具性價比

Gorochowski 博士補充說：“利用納米孔測序的獨特功能是解鎖我們有效設計生物瓣膜能力所需的步驟。與其一次單獨構建和測試一對，我們可以在一個混合池中組裝和測試數(shù)千個，幫助我們分解它們的設計規(guī)則并更好地理解它們是如何工作的?！?/p>

作者繼續(xù)進一步展示了閥門如何用于調節(jié)細胞中的其他生物成分，為未來同時控制許多基因和復雜的基因組編輯開辟了道路。

展望未來，該團隊目前正在考慮如何負責任地使用這項技術。西班牙維戈大學后增長創(chuàng)新實驗室的杰出研究員 Mario Pansera 博士說：“現(xiàn)在他們已經(jīng)制作了這些工具，一個大問題是如何在現(xiàn)實世界中負責任和公平地使用它們。成長后的創(chuàng)業(yè)提供了有用的方法，可以想象以更審慎和包容的方式將此類技術用于為人們服務?！?/p>

參考文獻： Matthew J. Tarnowski 和 Thomas E. Gorochowski 于 2022 年 1 月 21 日，Nature Communications上的“使用直接RNA測序對工程轉錄亞型進行大規(guī)模平行表征”?。DOI: 10.1038/s41467-022-28074-5

這項工作由英國皇家學會、BBSRC/EPSRC 布里斯托爾合成生物學中心 (BrisSynBio) 和 EPSRC/BBSRC 合成生物學博士培訓中心 (SynBioCDT) 資助，并得到布里斯托爾生物設計研究所 (BBI) 的支持。

類似內容推薦

• 對生物合成的新見解：藍藻如何進化它們的光合機制
• 腫瘤中只有少數(shù)細胞可以使癌癥擴散到身體的其他部位
• 紅細胞中的抗衰老蛋白有助于預防精神衰退、記憶力差和聽力缺陷
• 增強免疫系統(tǒng)自然殺傷細胞的免疫療法有望對抗黑色素瘤
• 綠色化學和生物燃料：關鍵光酶的解密機制
• 癌癥的飲食療法？氨基酸的消耗決定癌細胞的走向
• 科學家在DNA中構建生物閥門以控制細胞信息流
• 科普時間：什么是系統(tǒng)生物學？
• 饑餓游戲：科學家揭開大腦中饑餓開關的秘密
• 科學家嘗試使用核磁共振波譜 (NMR)構建SARS-CoV-2分子的三維結構
• 經(jīng)歷細胞死亡的細胞保護它們的鄰居以維持組織完整性
• 海洋微生物可在食物稀缺時巧妙地合作收集食物
• Nanopore-Tal技術實現(xiàn)了細胞和計算機對話的能力
• 生命起源：第一批細胞或利用溫度進行分裂
• 科學家團隊發(fā)現(xiàn)并描述了裂變酵母細胞獲得管狀形狀的新機制
• 利用植物細胞的發(fā)光特性捕捉到令人驚嘆的熒光顯微圖像
• 新成像和機器學習技術可讓科學家能夠觀察細胞分解葡萄糖
• 研究人員已確定了一種控制細胞生長和存活的細胞通訊途徑
• 華威大學研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將細菌轉換為化學生產(chǎn)模式的廉價方法
• 新發(fā)現(xiàn)表明人類細胞可以將RNA序列寫入DNA