合成記憶環(huán)在酵母細胞中

        合成生物學是一個令人無法置信的、激動人心的領(lǐng)域。與其他新生領(lǐng)域一樣，合成生物學到底是怎樣還存在一些不確定方面。問及任何三個科學家這個詞語的定義，你可能得到四種答案。  哈佛醫(yī)學院的研究人員成功在酵母細胞中合成了一種以DNA為基礎(chǔ)的記憶環(huán)。這一成果標志著人們向著合成生物學領(lǐng)域又前進了重要一步。

       在利用隨機的DNA小片斷構(gòu)建出基因后，Pamela Silver教授的實驗室的研究人員不但重構(gòu)了基因的動態(tài)過程，而且還創(chuàng)造出了一種能夠預測記憶如何接收的數(shù)學模型。這項研究的結(jié)果發(fā)表在9 月15日的Gene and Development雜志上。

              一些人認為合成生物學是促進生物技術(shù)產(chǎn)品制造的方法，而另外一些人則認為是創(chuàng)造可能繞過繁瑣的臨床試驗步驟的計算機平臺。

        由Caroline Ajo-Franklin領(lǐng)導的研究組不但希望能夠構(gòu)建遺傳物質(zhì)環(huán)路，而且還希望能夠建立具有預測功能的數(shù)學模型。

        研究人員建立的這個記憶環(huán)的成份很簡單，就是兩個編碼蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）的基因。轉(zhuǎn)錄因子能調(diào)節(jié)基因活性。他們將這兩個新合成的轉(zhuǎn)錄因子編碼基因放入一個酵母細胞中，然后讓細胞接觸半乳糖。*個基因被設(shè)計成在接觸半乳糖時開啟表達，并產(chǎn)生一種能夠附著并活化第二個基因的轉(zhuǎn)錄因子。這就是反饋環(huán)路的開始。

        第二個基因還能產(chǎn)生一種轉(zhuǎn)錄因子。但這個轉(zhuǎn)錄因子就好像一個回力棒一樣，能夠來回搖擺并結(jié)合到同一個基因。這使得這個基因再次產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)錄因子，再一次繞回去、再次活化基因。也就是說，第二個基因能夠通過它創(chuàng)造出的轉(zhuǎn)錄因子來連續(xù)開啟自己。

        接著，研究人員除去半乳糖使得*個基因被關(guān)閉，即使這樣，這個反饋環(huán)路仍然繼續(xù)運行。

        此前，來自日本和意大利的化學家報道說發(fā)明出一種自我推進的油滴，該發(fā)明可能為給予人造細胞運動的能力奠定了基礎(chǔ)。這項油東京大學和Protolife in Venice大學進行的合作研究結(jié)果將發(fā)表在8月8日的Journal of the American Chemical Society。

        Tadashi Sugawara和同事介紹說，他們的創(chuàng)造人造細胞研究的一部分焦點是遺傳學和使這種能夠變成生物染料工廠以及具有其他技術(shù)優(yōu)勢的細胞。Sugawara的研究組之前在JACS雜志上報道了他們發(fā)明的一種自我再造的脂質(zhì)膠囊。

              這項新的研究則將焦點放在了另外一個關(guān)鍵并可能更基礎(chǔ)的細胞特征上，即運動能力。在實驗中，研究人員證實一種油滴能夠在一種化學溶液中運動數(shù)分鐘直至zui終到達一個“站點”。研究人員解釋說，這種油滴證實了一種原始形式的趨化現(xiàn)象——基礎(chǔ)細胞應答中的一種現(xiàn)象，細胞據(jù)此向著環(huán)境中特定的化合物運動。這項研究可能為將來設(shè)計人造細胞的運動系統(tǒng)。

        另外，來自美國的基因組學研究的大師、先鋒級人物Craig Venterzui近又展示了他的技能——“細菌煉金術(shù)”，即利用“基因組移植”方法將一個細菌種變成另外一種細菌。這項進展是向著Venter教授的創(chuàng)造合成生命形式的目標前進的又一重要步驟。