基因电路？活体里的电子学科吗？难不成是研究人类机器人？

2017-11-21 15:17:48 来源：科技日报收藏

生物学家通过精巧的基因电路设计和火力全开的免疫因子，避开健康细胞成功识别并杀灭了实验小鼠体内的癌细胞，将癌细胞的伪装、应激、抵抗一一化解。《细胞》杂志近期刊登的这个研究有哪些独到之处?

基因电路?活体里的电子学科吗?难不成是研究人类机器人?

且慢，别急着思考伦理问题，这种提法其实是生物学家强大的想象，指的是利用合成生物学的精巧设计，控制细胞里的通路，让人们能“开关”细胞的行动。

近日，《细胞》杂志刊登美国麻省理工学院卢冠达团队的研究成果，他们设计了基于合成RNA的免疫调节基因电路、可用于癌症的免疫治疗。

这款“精妙”的基因电路如何工作?它又如何制服狡猾、善变的癌细胞呢?科技日报记者日前专访了两位“千人计划”专家，分别解答该研究中两个科学领域的问题。

造个“特洛伊木马”，帮“信号兵”潜进癌细胞的城池

弄清科学家的精妙设计，还要从它的攻击对象——癌细胞说起。

众所周知，癌细胞无限繁殖，这个特点只有它“扎堆”的时候才能显现出来。机体要杀灭单个细胞，如何区分癌细胞和正常细胞呢?

“癌细胞内部是特异性表达，”“青年千人计划”学者、四川大学生物治疗国家重点实验室罗云孜说，“癌基因、原癌基因等会在癌细胞中被激活，使正常细胞发生癌变。这个研究中用的是cMYC、E2F1(基因名)两个转录因子基因。”

也就是说这两个基因在癌细胞中异常活跃，而正常细胞中它们相对平静。卢冠达团队将它们看成癌细胞自带的“钥匙”，根据钥匙设计了一套“锁”。锁的特点是，只有两个钥匙同时开锁，才会被打开。

罗云孜解释，第一把钥匙打开的反应不会进行到底，“第一个启动子启动转录，生成的mRNA(信使RNA)会在尾部有个特别的结构，能和细胞内的微小RNA结合(miR1)，不会继续进行蛋白翻译的步骤。只有当第二个启动子启动的转录生成了另一段序列，走过来把miR1带走，蛋白翻译才会继续进行”。

这种两把钥匙合作开一把锁的模式，在集成电路中被称为“与门”结构。卢冠达表示，是受“与门”的启发，想到设计这个结构的。

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