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今日《科学》亮点:用手机控制基因表达,这是什么黑科技?_百人牛牛攻略

2020-05-29 新闻来源:双子塔首页 围观:22
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�药明康德内容团队编辑

想象一下如许一个场景:一位糖尿病患者在吃完饭后,取出手机,轻轻触碰了几下屏幕。信号穿过他的身材,激活了它体内的一个小装配,而在这个装配里,装有能分泌胰岛素的细胞。在电信号的激活下,这些细胞里的基因入手下手事情,发生胰岛素,辅佐掌握糖尿病患者的血糖。

图片泉源:Pixabay

这看起来像是科幻小说平常的场景,也许会在不久后成为实际。在本日最新一期《科学》杂志上,一支来自苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich)的科研团队报导了这类黑科技的原型。相干的消息指出,这是人们初次磨练电信号能怎样直接激活基因表达。在小鼠体内,这类手艺已得到了磨练。

详细来看,科学家们想象了一个小装配。小装配的一边是预先打印好的电路,能接受电信号;另一边则是装有人类细胞,用一条很细的电线与电路举行相连。全部装配的尺寸非常小,也许只需一枚硬币这么大。

▲这类装配只需硬币这么大(图片泉源:参考资料[1])

当这个小装配接受到身材外部的信号后,就会将电信号直接传输到细胞这里,激活钙离子和钾离子通道。这又会在细胞内触发信号级联回响反映,调控胰岛素基因的表达,在短短几分钟内就分泌胰岛素。

在皮下植入这个装配后,研讨人员们在1型糖尿病的小鼠模子中磨练了这套体系在动物体内的可行性。研讨表明,电信号确实能够启动胰岛素的表达,使小鼠的血糖恢复一般。

▲本装配的作用机理(Illustration: Katja Schubert / after Krawczyk K et al.,Science2020;版权所有:ETH Zürich)

研讨人员们指出,这类装配具有不少长处。通信作者Martin Fussenegger传授以为,它有望让大夫和患者经由过程手机运用,直接调控胰岛素的发生。在互联网的辅佐下,即使相隔千里以外,只需检测到生理数据的非常,就能够直接举行干涉干与。

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但这类装配现在也有一些短板,比如我们须要找到一种能便利替代这些细胞的要领。毕竟这些细胞都有寿命限定。研讨人员们预计,约莫每3周,就要对细胞举行更新。另外,他们还须要确保这类装配的安全性。假如被电脑黑客入侵,也许就会带来潜伏的风险。

▲《科学》杂志对长途调控细胞的一些想象(图片泉源:参考资料[2])

《科学》杂志对本文有很高的评价,并做了专文解读。在解读的末了,作者指出,用电信号来掌握基因表达,为我们添加了主要的东西。考虑到我们另有光遗传学等用其他信号来掌握基因表达的东西,在将来的某一天,也许我们能把这些东西组合起来,更好地用于基本科研,或是人类疾病的治疗。

参考资料:

[1] Krzysztof Krawczyk et al., (2020), Electrogenetic cellular insulin release for real-time glycemic control in type 1 diabetic mice, Science, DOI: 10.1126/science.aau7187

[2] Matthew I. Brier and Jonathan S. Dordick, (2020), Remote activation of cellular signaling, Science, DOI: 10.1126/science.abb9122

[3] Using electrical stimulus to regulate genes, Retrieved May 28, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/ez-ues052820.php

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