人工控制生命功能的“开关”——基因回路

人工控制生命功能的“开关”——基因回路
在人类与癌症的搏斗中,CAR-T疗法是一种极其有效的“武器”。但是在CAR-T疗法过程中, 细胞因子释放综合征(CRS)的出现可能导致患者表现出发烧、低血压,甚至、肝功能衰竭等症状。
要从根源上解决这个难题,就得想办法让T细胞听从人们的意愿,在需要的时候表达,将要导致CRS症状时又立即停止——这不是天方夜谭,我国的科学家已经做到了这一点,利用人工组装的 基因回路,便可以通过控制T细胞内相关基因的表达,从而控制CRS的发生。
基因回路研究归属于 合成生物学的一个分支,相比其他合成生物学研究,基因回路专注于如何利用合成生物学知识控制生命功能的课题。基因调控网络
类似于电子电路,基因回路可以将输入信号通过元件的处理运算,在下游输出信号。
在这一过程当中,代替了电子电路中“电”这一媒介的角,则是各式各样的生物分子。
目前,我国科学家设计了使用白藜芦醇调控的转基因表达系统,实现了对T细胞中CAR的表达与抑制。
白藜芦醇(RES)是一种有益于人体健康的非黄酮类多酚化合物,在葡萄、花生、虎杖等植物中普遍存在。
实验中,借由调控RES的剂量及给药时间,可以精准地调控CAR-T细胞的相应程度,从而可以在消灭肿瘤细胞的同时,避免持续激活CAR-T细胞引起的细胞因子风暴等毒副作用,显著延长了小鼠的生存时间。
基因回路研究被认为开始于“双稳态开关”回路及“自激振荡网络”的研究,而历经二十余年的发展,基因回路已逐步走向生物制造、环境监测、生物安防、医疗等应用领域,同时也展现出无限的潜能。
也许在未来,基因回路真的能够实现生命功能的程序化控制。到时候,一键“清空”疲累、失眠、紧张和疾病,都会成为人们习以为常的现实。

本文发布于:2024-09-24 12:21:18,感谢您对本站的认可!

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标签:基因   回路   细胞
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