好音乐基因表达通过提供新方法和删除电子

研究人员创造了一种改进的方法,使用电子信号打开和关闭基因。

研究人员,由伦敦帝国理工学院的专家,开发了一种新方法,可以精确的基因表达改变通过提供和删除电子。

这可能有助于控制生物医学植入体内或反应在大型的生物反应器生产药物和其他有用的化合物。电流刺激用于启动这些反应往往无法穿透材料或造成毒性的风险——电力解决方案。

我们希望通过进一步发展这些工具我们真的能够控制生物系统与开关的电影。 约书亚劳伦斯

基因表达是基因的过程是“激活”产生新的分子和其他下游效应细胞。在有机体,它是由称为启动子区域的DNA。一些推广者,称为诱导启动子,可以应对不同的刺激,如光、化学和温度。

使用电来控制基因表达研究打开了一个新的领域,这样electrogenetic系统已经发现他们缺乏精度在电子信号的存在与否,限制了他们的应用程序。新提出的系统工程发起人,允许这样的准确性得到第一次使用电刺激细菌。

该研究发表在今天科学的进步。

电影的一个开关

位联席作者约书亚·劳伦斯说:“合成生物学的一个主要问题是,很难控制我们控制的人工生物系统的方式。如果我们想要得到一个细胞产生一个特定的化学在特定的时间我们不能只改变一个设置在电脑上——我们必须添加一个化学或改变光照条件。

“我们已经创建的工具作为这个项目的一部分,将使研究人员能够控制细胞的基因表达和行为与电信号而没有任何损失性能。

“我们希望通过进一步发展这些工具我们真的能够控制生物系统与开关的电影。”

在本研究中,PsoxS启动子进行了重新设计,对电刺激的反应更强烈,所提供的交付的电子。新工程PsoxS推动者不仅能够激活基因表达也压制它。

电刺激基因表达迄今为止难以进行,氧气的存在,限制了其在实际的应用程序中使用。氧的存在的新方法是可行的,这意味着它可以被复制在不同种类的细菌和用于应用程序如医疗植入物和bioindustrial流程。

电化学工具可以为不同的任务通过优化调整到一个特定的水平,通过电极电位的变化。

发光细菌

生物医学植入物经常使用刺激产生某种药物或激素在体内。并不是所有的刺激是合适的;光不能穿透人体和化学摄入可导致中毒。电刺激可以通过电极进行管理,直接和安全交付。

对于大型生物反应器(有时建筑的大小),产生的化学物质,药物或燃料,大量的文化很难穿透与光和昂贵的饲料化学诱导物,所以交付电子提供了一个解决方案。

的概念验证研究中,研究者从水母的发光蛋白,并使用新的启动子和电子诱导其表达细菌,使细胞发光只有当系统是“上”。在不同配置的系统,研究人员创建了一个细菌发光当系统是“关闭”时,就停止发光系统是“上”。

罗德里戈博士莱德斯马Amaro伦敦帝国理工学院,讲师和领袖RLAlab研究小组说,“这个项目起源于一个蓝天在合成生物学概念学生的竞争。

“由于强烈的奉献精神,多年的工作和一个伟大的团队的努力,最初的想法变成了现实,我们现在有各种各样的新技术使用电来控制细胞的命运。”

建立一个图书馆

团队正在计划开发不同的启动子下游将产生不同的因素,以便同时电信号可以表达不同的基因,相互独立的。建立一个更大的图书馆启动子和下游因素意味着当前系统可以适应用于酵母、植物和动物。

Ledesma-Amaro博士,从生物工程学系帝国,监督由约书亚劳伦斯的研究,目前,剑桥大学和宇通阴,目前牛津大学。

研究的结果是一个更大的专家来自帝国的部门协作化学、生命科学和生物工程,帝国理工学院翻译&创新中心,剑桥大学和大学的米兰。

参考:劳伦斯JM,阴Y, Bombelli P,等。合成生物学和实验工具electrogenetic系统工程。Sci副词。2022;8 (18)。doi:10.1126 / sciadv.abm5091

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