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新生物“電線”可制造復(fù)雜生物機(jī)器
新生物“電線”可制造復(fù)雜生物機(jī)器
新生物“電線”可制造復(fù)雜生物機(jī)器
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)3月20日（北京時(shí)間）報(bào)道，英國(guó)科學(xué)家研制出一種新的生物“電線”，可以將酵母菌的DNA有效地連接在一起，新方法有助于科學(xué)家制造出更復(fù)雜的微型生物機(jī)器。研究論文發(fā)表在3月19日出版的《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》雜志上。
帝國(guó)理工學(xué)院合成生物學(xué)和創(chuàng)新中心的科學(xué)家展示了這種制造生物“電線”的新方式。他們修改了一個(gè)基于蛋白質(zhì)的名為轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物（TALEffectors）的技術(shù)，讓該效應(yīng)物制造出一種行為特征類(lèi)似于電子設(shè)備中電線的轉(zhuǎn)錄激活因子蛋白。研究人員表示，新生物“電線”的優(yōu)勢(shì)在于，其能夠被重復(fù)編程，這意味著它們能將很多基于DNA的元件連接在一起而不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備“短路”，因此，有潛力讓DNA組件之間連接數(shù)十億次。科學(xué)家們此前研制出的這類(lèi)“電線”所連接DNA數(shù)量有限，因此，不能用來(lái)組成復(fù)雜的生物機(jī)器。
該研究團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出很多名為“啟動(dòng)子”的基礎(chǔ)DNA元件，利用這些“啟動(dòng)子”，可對(duì)酵母菌進(jìn)行重新編程以使其執(zhí)行不同任務(wù)。
該研究的合作者湯姆·伊萊斯表示：“新進(jìn)展為以酵母菌為研究對(duì)象的生物工程師提供了一個(gè)有價(jià)值的新式工具箱。從葡萄栽培技術(shù)到制造面包，幾千年來(lái)，人類(lèi)一直使用酵母菌來(lái)讓社會(huì)變得更加富足。我們的新研究將促進(jìn)使用酵母菌制造出更復(fù)雜生物機(jī)器這一領(lǐng)域的大力發(fā)展。這些迷你型生物機(jī)器可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、清潔燃料的制造等，會(huì)讓我們的生活變得更美好。”
該論文的*作者、帝國(guó)理工大學(xué)合成生物和創(chuàng)新中心的本杰明·博能特說(shuō)：“我們讓酵母菌重新通電的新方法為研制出更復(fù)雜的生物設(shè)備打開(kāi)了大門(mén)，未來(lái)，我們也可借此對(duì)細(xì)胞編程讓其完成由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的任務(wù)。”
該合成生物學(xué)和創(chuàng)新研究中心的聯(lián)合主任理查德·凱特尼補(bǔ)充道：“新研究真正讓我們朝用酵母菌研發(fā)出更多復(fù)雜的生物機(jī)器邁進(jìn)了一大步，這將帶領(lǐng)我們進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代，生物機(jī)器能改進(jìn)我們的健康狀態(tài)、改善我們生活和休閑方式。”
該中心的另一位聯(lián)合主任保羅·弗里蒙特得出結(jié)論說(shuō)：“這種用酵母菌組裝特定生物零件的新方法將很快為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界所運(yùn)用。”
總編輯圈點(diǎn)
21世紀(jì)曾被認(rèn)為是生物學(xué)的世紀(jì)。的確，我們身處一個(gè)生物機(jī)器開(kāi)始繁榮的年代。就好像20世紀(jì)下半葉陸續(xù)發(fā)明了各種計(jì)算機(jī)元件，生物機(jī)器的諸多基本元件正在被發(fā)掘和嘗試。借助它們，自然的秩序就可以整合進(jìn)機(jī)器里。TALE技術(shù)出現(xiàn)不到兩年，已經(jīng)被看做組裝基因的佳手段之一，并在去年被《自然》雜志評(píng)為“年度技術(shù)”。隨著對(duì)它的一系列拓展和改進(jìn)，其威力或許會(huì)很快體現(xiàn)出來(lái)復(fù)雜的實(shí)用性生物機(jī)器。