DNA“阀门”有效控制细胞过程流动

来源：科技日报 2022-01-25 06:07:09

科技日报实习记者张佳欣

英国布里斯托尔大学的科学家们开发出新的生物部件，能够沿着DNA塑造细胞过程流动。发表在1月21日《自然·通讯》杂志上的这项研究，为信息如何在DNA中编码提供了新视角，并提供了构建可持续生物技术的新工具。

DNA“阀门”控制沿DNA的细胞过程的流动（示意图）。

图片来源：生物工程组织网站相关报道

细胞过程包括基因的转录、细胞信号的转导、蛋白质的轴浆运输、折叠和转运、线粒体的功能和代谢等。微有机体系对人类的生存不可或缺。目前，我们对微有机体系中DNA序列的工作原理尚缺乏完整理解。

论文第一作者、布里斯托尔大学生物科学学院博士生马修·塔诺斯基说，理解微有机体系的运作是一件棘手的事情，需要读取大量不同的DNA序列才能理解其实际工作原理。这有点像是努力从几个小的课文片段开始学习一门新的语言，难度很大。

为了解决这个问题，研究团队研究了DNA中编码的信息是如何读取的，特别是如何控制细胞过程沿DNA的流动。这些生物信息流协调了细胞的许多核心功能，而塑造这些功能的能力将提供一种指导细胞行为的方法。

DNA上的细胞过程流动错综复杂，这些流动使细胞能够理解储存在它们基因组中的信息，如果掌握控制它们的能力，科学家就能以有用的方式重新编程它们的行为。

研究团队从自然界获取灵感，创造了一个类似于控制液体流经管道速度的“阀门”，用以调节DNA一个区域到另一个区域的细胞过程的流动。

设计新的生物部件通常需要大量的时间。为了绕过这个问题，研究团队采用了能够并行快速组装多个DNA部件的方法和纳米孔测序技术，可同时测量每个部件如何工作，这是有效设计生物“阀门”的关键步骤。

研究人员展示了“阀门”如何用于调节细胞中的生物成分，为未来同时控制许多基因和复杂的基因组编辑开辟了道路。

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