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美研究人员为细菌基因设“锁钥”

美国研究人员创制了一种简单方式,在分子水平上为细菌设置“门锁”和“钥匙”,可用于抑制或激活基因重组的生物体。

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基因重组生物体又称转基因生物体,其活性必须借助生物手段加以控制,以便适时达到设计效用,比如在治疗人体疾病时“激活”,而在意外扩散时要“关闭”。


在最新一期美国化学学会《合成生物学》杂志中,加利福尼亚大学伯克利分校研究人员发表论文,介绍他们在创制“锁钥”机制时使用一种实验室常用大肠杆菌菌株。


大肠杆菌含大约4000个基因,其中约300个基因关乎它的存活。研究人员在这300个基因中择取5个特定目标,分别设计方法使它们变异,只有在添加苯并噻唑分子以后才能恢复功能。


加州大学伯克利分校生物工程学副教授克里斯托弗·安德森说:“这种(苯并噻唑)分子发挥‘钥匙’作用,而我们所做是设计‘门锁’。”


论文主要作者、博士后研究人员加布里埃尔·洛佩斯以汽车作类比,说研究人员“在细菌为数不多的必需基因中植入点火器,如果不使用车钥匙,就无法启动”。研究人员认为,针对多个基因设置“锁钥”,意味着为控制生物体留下了“冗余量”。


洛佩斯说,他希望“锁钥”机制能够适用于其他蛋白质和其他生物体。这种方式快速、简便、成本低,不过安德森告诫,它不一定适合所有生物控制场合,包括无法维持脱氧核糖核酸(DNA)的重组排序。


这项研究借鉴了早期生物化学家二十世纪四十年代控制微生物生死的方法。当时研究人员发现,改变霉菌的基因,可以改变它们对酸碱度、温度和其他条件的耐受程度。


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