爱游戏人工遗传回路模拟细胞如何选择“命运”—新闻—科学网

时间:2024-07-09 17:21:51 已阅读:77次

科技日报北京1月25日电 (记者张梦然)据最新一期《科学》杂志报导,美国加州理工学院研究职员开发出一种人工遗传回路,可展示细胞是怎样选择其 运气 的。

咱们每一个人最先时都是一个细胞,然后增殖成数万亿个细胞组成人体。只管每一个细胞都具备彻底不异的遗传信息,但每一个细胞也都阐扬着非凡的功效:神经元节制着咱们的思惟以及举动,而免疫细胞学会辨认以及抵挡疾病,皮肤细胞掩护人体免受外界危险,肌肉细胞令人体能运动等等。

所有这些细胞类型都有一个配合的发源,即多能干细胞。干细胞可酿成任何类型的细胞,就像是一个孩子怎样发展为成年人,怎样选择职业以及人生门路等。干细胞怎样选择运气取决在细胞基因组中繁杂的反映链,也就是遗传回路。

研究职员研发出一种称为MultiFate的人工遗传回路,展示了一组相对于较小的卵白质身分及其彼此作用怎样经由过程一种称为 多不变性 的特征来成立以及节制更多的细胞状况。MultiFate使研究职员可以或许设计出单个活细胞,该细胞可酿成差别的状况,这些状况各自不变,但可以或许履行差别的功效 近似在人体内发生的工作。

MultiFate回路由3种基因构成,每一种基因编码一种响应的转录因子(一种启动基因表达的卵白质),并用差别颜色的卵白质标志:红色、绿色或者蓝色。这3种卵白质中的每一一种都经由过程与本身的DNA联合而自行启动,也能够彼此黏附以阻断相互的活性。

正如数学模子所猜测的那样,MultiFate回路可以让一个细胞以多达7种差别的状况存于(红色、绿色以及蓝色卵白质的差别组合),使细胞以7种差别色调中的任何一种发光:红色、绿色、蓝色、青色、白色、品红色或者黄色。一旦细胞处在此中一种状况,就会连结这类状况,除了非存心对于其举行滋扰。当细胞被 锁定 于一种运气(颜色)中,也会于其生长以及破裂历程中将这类运气通报给它的子细胞。

与难以节制的自然细胞回路差别,MultiFate被设计成可以使用某些药物引诱细胞于7种状况之间切换。

加州理工学院生物学以及生物项目传授迈克尔 埃洛维茨暗示,这项事情展示了怎样重新最先设计以及构建人工回路来研究基本生物征象。MultiFate的灵感来自自然细胞运气节制回路的特征,但它是自下而上设计的。它不只有助在注释细胞为什么存于云云多的运气,还可为扩大细胞疗法奠基根蒂根基,哄骗多种细胞类型来履行更繁杂的医治功效,这是单一细胞类型没法提供的。

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