杜克蓝灯控制基因的表达

使用蓝光,杜克大学的工程师们已经开发出一种系统命令生成蛋白质的基因,他们说可能是无价的预付款在临床的设置以及在基础科学实验室。

这种新方法可以极大地提高研究人员和医生的能力来控制基因的表达,是基因的过程给指令生产蛋白质的所有活细胞的关键。

“与我们的方法,我们可以使基因表达可逆的,可重复的、可调,和针对不同区域的基因,”劳伦Polstein说,研究生在实验室工作的查尔斯•Gersbach生物医学工程助理教授杜克大学普拉特工程学院的。“当前的方法获得基因表达可以实现其中的一些特征,但并不是所有。”

新系统也可以控制基因表达在三维空间中,这对研究人员试图变得尤其重要生物活组织。

“光学策略允许我们给生物技术和医学应用调节基因的表达,以及获得更好的理解基因功能、细胞之间的相互作用,以及如何组织发育成特定的形状,“Polstein说。

公爵的实验结果发表在《美国化学学会》杂志上。支持的研究是教师职业发展早期奖从美国国家科学基金会和导演的新从美国国立卫生研究院的创新者奖。

公爵系统被称为LITEZ(光诱导转录使用工程锌指蛋白),结合了来自两个不同来源的蛋白质。光敏蛋白来源于一个共同的开花植物(拟南芥)。

“我们被劫持的特定蛋白在植物,让他们感觉一天的长度,”Gersbach说。

第二个蛋白是一类所谓的锌指蛋白,可以随时设计附加到特定区域的基因。他们在生物医学研究是无处不在的。

这些新的融合的植物和锌指蛋白引入一群人类细胞培养皿中生长。这道菜被放置在一个蓝色LED灯显示Polstein设计并建造的。打开灯时,部分蛋白质,基因是基因研究人员招募了任何目标与锌指蛋白基因“点亮”。

“通过将一个面具,或者细胞模板,我们可以控制细胞打开基因和细胞不,”Polstein说。“我们可以控制表达式通过把灯打开或关闭,改变光的强度,或不同位置的光。”

作为一个异想天开的例子,研究人员创造了标志性的蓝公爵“D”通过“D”覆盖细胞面具。

“所有生物系统依赖于基因表达,”Gersbach说。“生物工程研究人员面临的挑战是试图综合再现自然界的过程。”

“LITEZ是一个功能强大的工具,为我们提供了精确控制基因表达与高分辨率的空间和时间,”Gersbach说。“也有可能被纳入医学或行业不同的应用程序,包括基因治疗、代谢工程、合成生物学和生物制药生产。”

研究人员目前正在改进方法来创建复杂的组织通过控制细胞分化,以及形态、或形状,这些细胞的组织。