再现自然复杂的基因调控

这种新方法将帮助基础科学家因为他们梳理的影响“打开”或“关闭”许多不同的基因,以及临床医生寻求开发新的基于基因的治疗人类疾病。

“我们知道,人类基因不仅开启或关闭,但可以激活任何级别范围广泛。当前工程系统使用一个蛋白质控制基因激活的水平,“生物医学工程助理教授查尔斯•Gersbach表示杜克大学普拉特工程学院和杜克大学基因组科学和政策研究所的成员。“然而,我们知道自然的人类基因是由几十个蛋白质之间的相互作用,导致不同的结果在一个生命系统。

“与典型的遗传学研究,解剖自然基因网络以自上而下的方式,我们开发了一个自底向上的方法,它允许我们人为地模拟这些自然复杂的许多蛋白质之间的相互作用,调节单个基因,“Gersbach说。”此外,这种方法允许我们打开细胞内基因的水平没有以前。”

公爵实验的结果,由Pablo Perez-Pinera Gersbach高级研究科学家的实验室,是在线发表在《自然》杂志上的方法。这项研究是由美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会,哈特韦尔基金会,3月的角。

人类细胞有大约20000个基因产生大量的蛋白质,其中许多影响其他基因的行为。能够理解这些交互的能力会大大提高科学家在生物医学研究的所有领域。但是因为这种自然的复杂性系统,合成生物学家创建简单的基因网络精确控制每一个组件。这些科学家们可以使用这些网络应用程序,若biocomputation,或再生医学,或者可以使用它们作为模型来研究更复杂的自然系统。

“这个新系统可以是一个强大的新方法探索自然基因调控的基本机制目前知之甚少,“Perez-Pinera说。“通过这种方式,我们可以进一步合成生物学和生物编程的能力在哺乳动物系统。”

最新的发现成为可能通过使用新技术来构建合成蛋白质被称为转录activator-like效应器(故事),这是人工酶,可以设计成“绑定”到几乎任何基因序列。因为这些故事可以很容易地生产,研究人员能够控制特定基因使他们中的许多人。

“所有生物系统依赖于基因调控,”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。”