 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 11 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 1193 | 回復(fù): 10 | ||||
[交流]
Science：開發(fā)出活細胞編程語言
|
||||
|
在一項新的研究中，來自美國麻省理工學(xué)院（MIT）、波士頓大學(xué)和美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的研究人員構(gòu)建出一種編程語言，這種編程語言允許他們快速地設(shè)計復(fù)雜的DNA編碼的電路從而給活細胞提供新的功能。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年4月1日那期Science期刊上，論文標(biāo)題為“Genetic circuit design automation”。 利用這種語言，任何人都能夠編寫程序?qū)崿F(xiàn)他們想要的功能，比如檢測某些環(huán)境條件并對它們作出反應(yīng)。他們?nèi)缓竽軌蛟O(shè)計出一種DNA序列來實現(xiàn)這種功能。 論文通信作者、MIT生物工程教授Christopher Voigt說，“它簡直是細菌的編程語言。正如你對計算機進行編程那樣，你使用一種基于文本的語言。然后，你獲取這種文本，對它進行編譯，并將它轉(zhuǎn)化為一種DNA序列，這樣你能夠?qū)⑦@種序列放入細胞中，接著細胞內(nèi)部的生物電路就能夠運行它�！� 在這項研究中，研究人員利用這種語言構(gòu)建出能夠檢測多達3種輸入并以不同方式作出反應(yīng)的電路。這種編程的未來應(yīng)用包括設(shè)計細菌細胞，當(dāng)它們檢測到腫瘤時能夠制造抗癌藥物；或者，設(shè)計出酵母細胞，如果太多毒性的副產(chǎn)品堆積的話，那么它們就能夠阻止它們自己的發(fā)酵過程。研究人員計劃將這種用戶設(shè)計接口發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上。 并不需要有經(jīng)驗 在過去15年，生物學(xué)家和工程師們設(shè)計出很多基因組件（genetic part），如傳感器、記憶開關(guān)和生物鐘，它們能夠組合在一起修飾現(xiàn)有的細胞功能和加入新的功能。 然而，設(shè)計每種電路是一種辛苦費力的過程，需要大量的專業(yè)知識，而且經(jīng)常需要大量的試錯實驗。Voigt說，“你不得不真正地了解這些組件如何工作以及它們?nèi)绾螀f(xié)同發(fā)揮作用�！� 然而，利用這種新的編程語言，人們就不需要特別地了解基因工程方面的知識。 Voigt說，“你完全不需要了解它是如何工作的。這就是它與眾不同之處。你可以是一名高中生，訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，輸入你想要的程序，它就返回所需的DNA序列�！� Voigt說，這種語言是以Verilog---經(jīng)常被用來對計算機芯片進行編程---為基礎(chǔ)。為了開發(fā)出在細胞中工作的語言版本，研究人員設(shè)計了能夠在細菌細胞DNA中編碼的計算元件，如邏輯門和傳感器。這些傳感器能夠檢測不同的化合物，如氧氣或葡萄糖，也能夠檢測光線、溫度、酸度和其他環(huán)境條件。用戶們也能夠加入他們自己的傳感器。Voigt說，“它是非�？啥ㄖ苹��！� 他說，最大的挑戰(zhàn)就是設(shè)計在這些電路中使用的14種邏輯門以至于當(dāng)將它們放入到活細胞的復(fù)雜環(huán)境中時，它們彼此之間不會相互干擾。 在當(dāng)前的編程語言版本中，這些基因組件在大腸桿菌中得到優(yōu)化，但是研究人員正在努力將這種語言延伸到其他的細菌菌株，包括經(jīng)常在人腸道中發(fā)現(xiàn)的擬桿菌屬細菌，經(jīng)常在植物根部中生存的假單胞菌屬細菌，以及釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。這將允許用戶們撰寫單個程序，然后針對不同的有機體進行編譯，從而針對每種有機體獲得合適的DNA序列。 生物電路 利用這種語言，研究人員編程了60種不同功能的電路，其中的45種在他們第一次測試時就能夠正常地工作，而且很多電路能夠測量一種或多種環(huán)境條件，如氧氣水平或葡萄糖濃度，并且相應(yīng)地作出反應(yīng)。還有一種電路能夠?qū)θN不同的輸入進行排名，然后基于每種輸入的優(yōu)先級作出反應(yīng)。 在這些新的電路中，有一種電路是有史以來設(shè)計出的最大生物電路，含有7個邏輯門和大約1.2萬個堿基對DNA序列。 這種技術(shù)的另一種優(yōu)勢在于它的快速。Voigt說，在此之前，“它需要數(shù)年時間設(shè)計這些類型的電路。如今，你僅僅需要按一下開關(guān)，立即就會獲得DNA序列進行測試�！� 他的團隊計劃利用這種方法開展多種不同的應(yīng)用：細菌經(jīng)吞咽后協(xié)助乳糖消化；能夠在植物根部生存的細菌檢測到植物遭受攻擊時產(chǎn)生殺蟲劑；酵母經(jīng)改造后當(dāng)它們在發(fā)酵反應(yīng)器中產(chǎn)生太多毒性副產(chǎn)品時能夠停止發(fā)酵。 原文 Genetic circuit design automation http://science.sciencemag.org/content/352/6281/aac7341 |
回復(fù)此樓» 收錄本帖的淘帖專輯推薦
 合成生物學(xué) |
» 猜你喜歡
不合理蛙科研實驗中的趣事：實驗器材的 “烏龍”
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
不合理蛙科研實驗中的趣事：和實驗材料的 “斗智斗勇”
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
化學(xué)工程及工業(yè)化學(xué)論文潤色/翻譯怎么收費?
已經(jīng)有79人回復(fù)
-
蛋白質(zhì)檢測：精準(zhǔn)分析，解鎖生物分子的密碼
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
不合理蛙科研實驗之小鼠實驗：嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計，解析生命機制的重要載體
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
不合理蛙科研實驗之重金屬檢測：精準(zhǔn)篩查，守護健康與環(huán)境的防線
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
不合理蛙科研實驗之“蛙測重金屬我背鍋三千”
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
不合理蛙科研實驗之“鼠逃三次我發(fā)三篇SCI”
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
納米粒度分析
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
林科院林化所招收材料與化工專業(yè)碩士，坐標(biāo)南京
已經(jīng)有0人回復(fù)
» 搶金幣啦！回帖就可以得到:
-
紹興大學(xué)博士教師招聘1位（化學(xué)化工相關(guān)）
+5/260
-
農(nóng)業(yè)信息工程技術(shù)（專碩）招收調(diào)劑 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
+1/181
-
雙一流南京醫(yī)科大學(xué)招計算機、AI、統(tǒng)計、生物信息等方向26年9月入學(xué)博士
+1/80
-
春天就該逛吃逛吃
+1/79
-
散金幣，求好運，祝面上順利！
+2/58
-
招收材料、化學(xué)類調(diào)劑生，專碩學(xué)碩均可
+1/40
-
PBAT溶解做成乳液
+1/36
-
上海交大招聘高分子方向博士后及科研助理
+1/35
-
天津城建大學(xué)招收物理、化學(xué)或者生物調(diào)劑生一名，前往天津大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)
+1/35
-
寧波東方理工大學(xué)余鵬課題組2026年上海交大聯(lián)培博士生、博士后、科研助理招聘
+1/9
-
天津工業(yè)大學(xué)雙一流高校招博士、碩士、博士后
+1/7
-
085602調(diào)劑
+1/7
-
青島科技大學(xué)化工學(xué)院院士團隊2026年擬招收全日制博士研究生1名
+1/6
-
上海交大招收26年級秋季入學(xué)博士生，CET-6過，生物醫(yī)用材料方向（有高分子合成基礎(chǔ)）
+1/5
-
26申博自薦
+1/4
-
湘潭大學(xué)教師招聘
+1/3
-
招收化工與材料學(xué)科點研究生
+1/2
-
【科研干貨】納米抗體憑什么成為實驗室“新寵”？附優(yōu)質(zhì)制備服務(wù)商參考
+1/2
-
西安交通大學(xué)生命學(xué)院智能化診療裝備研究中心2026年博士生招生
+1/1
-
“機械、材料”招生
+1/1
paperhunter
榮譽版主 (文學(xué)泰斗)
-
專家經(jīng)驗: +14 - 應(yīng)助: 14603 (教授)
- 貴賓: 11.659
- 金幣: 345467
- 帖子: 127554
- 在線: 8880.4小時
- 蟲號: 971012
2樓2016-04-05 16:18:36
8樓2016-04-07 01:23:56
9樓2016-04-07 01:55:37
10樓2016-04-11 08:59:51
11樓2016-04-11 10:47:56
簡單回復(fù)
nono20093樓
2016-04-06 09:58
回復(fù)
linglingchen(金幣+1): 謝謝參與
·
2016-04-06 10:02
回復(fù)
linglingchen(金幣+1): 謝謝參與
祝福
2016-04-06 10:20
回復(fù)
linglingchen(金幣+1): 謝謝參與
祝福
2016-04-06 10:20
回復(fù)
祝福
gorgan7樓
2016-04-06 21:11
回復(fù)
linglingchen(金幣+1): 謝謝參與
祝福 [ 發(fā)自手機版 http://www.gaoyang168.com/3g ]
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 linglingchen 的主題更新
| 11 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 289材料與化工（085600）B區(qū)求調(diào)劑 +3 | 這么名字咋樣 2026-03-22 | 4/200 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 303求調(diào)劑 +5 | 安憶靈 2026-03-22 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 一志愿華中科技大學(xué)071000，求調(diào)劑 +4 | 沿岸有貝殼6 2026-03-21 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +3 | .m.. 2026-03-21 | 4/200 |
|
|
|
[基金申請]
學(xué)校已經(jīng)提交到NSFC，還能修改嗎？
40+4
|
babangida 2026-03-19 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 330求調(diào)劑0854 +3 | assdll 2026-03-21 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 316求調(diào)劑 +6 | 梁茜雯 2026-03-19 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 二本跨考鄭大材料306英一數(shù)二 +3 | z1z2z3879 2026-03-17 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 一志愿重慶大學(xué)085700資源與環(huán)境專碩，總分308求調(diào)劑 +3 | 墨墨漠 2026-03-18 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 22408 344分 求調(diào)劑 一志愿 華電計算機技術(shù) +4 | solanXXX 2026-03-20 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 一志愿南昌大學(xué)，327分，材料與化工085600 +9 | Ncdx123456 2026-03-19 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 藥學(xué)383 求調(diào)劑 +3 | 藥學(xué)chy 2026-03-15 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 329求調(diào)劑 +9 | 想上學(xué)吖吖 2026-03-19 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 261求B區(qū)調(diào)劑，科研經(jīng)歷豐富 +3 | 牛奶很忙 2026-03-20 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 材料與化工專碩調(diào)劑 +7 | heming3743 2026-03-16 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 材料與化工求調(diào)劑 +7 | 為學(xué)666 2026-03-16 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 328求調(diào)劑，英語六級551，有科研經(jīng)歷 +4 | 生物工程調(diào)劑 2026-03-16 | 12/600 |
|
|
|
[考研] 材料，紡織，生物（0856、0710），化學(xué)招生啦 +3 | Eember. 2026-03-17 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 334求調(diào)劑 +3 | 志存高遠意在機?/a> 2026-03-16 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 275求調(diào)劑 +4 | 太陽花天天開心 2026-03-16 | 4/200 |
|