據(jù)英國廣播公司（BBC）11月6日報道，瑞士科學家在最新一期《自然—生物技術(shù)》雜志撰文指出，他們成功地在計算機和普通釀酒酵母之間形成了一個“反饋環(huán)”，可用計算機精確地控制酵母菌內(nèi)特定基因的打開和關(guān)閉，這項創(chuàng)新方法可對利用微生物制造生物燃料或抗體等生物過程進行精確控制。
該研究的領導者、瑞士聯(lián)邦理工學院蘇黎世分校自動化研究所所長約翰·萊格熱斯表示，在最新研究中，計算機通過控制閃光可打開和關(guān)閉某個特定基因的表達，讓該基因“學會”達到和維持一個給定值。這是一種相對比較簡單的方法，能讓科學家們很好地控制復雜的生物化學過程來得到滿意的結(jié)果。此前已有很多科學家嘗試過其他方法，比如在細胞內(nèi)部給細胞編碼讓其成為電路，或?qū)⒒蚍湃爰毎麅?nèi)等，然而結(jié)果都差強人意。
萊格熱斯和同事用釀酒酵母開始實驗，釀酒酵母在現(xiàn)代分子和細胞生物學中一般被用作真核模式生物，供科學家進行各種生物實驗。2002年，一項研究發(fā)現(xiàn)，當釀酒酵母暴露于光線下時，其體內(nèi)一種名為光敏素的分子會發(fā)生變化：紅光讓其處于“活躍狀態(tài)”，而遠紅光又會將其變回穩(wěn)定態(tài)，這表明光敏素的活動能讓制造給定蛋白的基因機制打開或關(guān)閉。
萊格熱斯研究團隊使用上述技巧來確保當釀酒酵母制造特定蛋白時，會將相應的基因打開；使用一個在發(fā)射熒光過程中自身能發(fā)光的“信使”分子也能追蹤這種酵母菌的“一舉一動”。他們制造出了一個控制環(huán)：當紅光照射時，可追蹤有多少個酵母細胞正在表達該基因；也可用遠紅光來抑制這種基因表達。該研究團隊還研發(fā)出了一個計算機模型，以追蹤每次光照應持續(xù)多長時間才能精確地讓特定數(shù)量的基因表達得以維持。
科學家們表示，最新研究表明，生命內(nèi)精確而微妙的生物機制能被用于很多實驗中，這些實驗有助于我們更好地理解細胞信號傳導機制。最新研究還有望應用于生物燃料或抗體的制造過程中，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)來增加產(chǎn)量。 |
