行业资讯 > 最新资讯 > 科研成果

科学家首次成功移植生物钟 或有助癌症治疗

美国哈佛大学合成生物学家帕梅拉·西尔弗博士领导的科学家团队,利用在蓝细菌中发现的昼夜节律机制,将昼夜节律线路移植到天生不具备昼夜节律的一种普通细菌中。美国《科学进展》杂志上的一篇新论文介绍了这一首次演示昼夜节律移植过程的新成果。

1.jpg

据美国每日科学网站6月12日报道,西尔弗说:“通过将大自然中的系统视作组件,我们遵循工程师般的思路,以可预测、可编程的方式操纵和利用生物回路。”


报道说,西尔弗的团队利用这套方法成功地将昼夜节律移植入大肠杆菌,由于人们对大肠杆菌有深入了解,且修改其基因的难度不高,它成了被生物学家广泛使用的“老黄牛”。西尔弗设计的基因工程昼夜节律大肠杆菌总有一天会被用在益生菌药片中,用于监控消化道微生物群。消化道微生物群是活跃在人体胃肠道中,会对诸多不同健康因素产生影响的一组细菌。


为了让大肠杆菌形成昼夜节律,负责控制昼夜节律振动的蛋白质回路被以组件的形式从蓝细菌中移除,蓝细菌是一种光合细菌,且是已知的唯一天生具备昼夜节律的细菌。


上述蛋白质回路随后被移植到大肠杆菌中,可以将它与其他基因表现组件连接,以便根据昼夜循环来影响代谢和行为功能。在用于实验的大肠杆菌中,蛋白质回路与荧光蛋白质相连,每次触发昼夜节律振动时荧光蛋白质就会亮起来,导致大肠杆菌有节奏地发光,这一惊人的视觉现象证明移植取得了成功。


该研究论文的第一作者、维斯生物工程研究所和哈佛大学医学院系统生物学研究生安娜·陈(音)说:“理想的终极应用方式将是以药片的形式将这些昼夜节律大肠杆菌给到个人,这可以让昼夜节律与其他生物回路相连以实现精确定时给药,或感知和影响宿主的昼夜节律。”


报道说,已有证据表明人体的昼夜节律会影响新陈代谢,新陈代谢一旦受到干扰就会引发肥胖和葡萄糖耐受不良。甚至有证据表明,包括治疗各种癌症的常用药在内,许多药的药效会随着在一天中的不同时间段和病人昼夜节律周期中的哪个点用药产生波动。因此,用昼夜节律大肠杆菌治疗策略来影响病人的昼夜节律,或对药物编程让它在病人昼夜节律的某个特定时间点释放,能提高癌症和新陈代谢疾病的治疗效果。


报道说,今后更进一步的话,连被称作“时差反应”—高速空中飞行扰乱人体生物钟所导致的症状都有可能用昼夜节律大肠杆菌来治疗,可以用昼夜节律大肠杆菌来重新编程和调整人体的昼夜节律,以便与旅行目的地的昼夜循环相吻合。


热门排行

推荐阅读