科学家发现人工合成时钟与基因天然回路的奥妙

医疗健康 来源:网易科技
2016
10/20
16:31
网易科技 医疗健康

在一项新的研究中,来自美国哈佛大学和英国剑桥大学的研究人员成功地改善一种被称作压缩振荡子(repressilator)的人工合成时钟的准确性。他们描述了他们采取的步骤来降低这种生物系统中的噪声数量和它如何好地发挥作用。相关研究结果于2016年10月12日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Synchronous long-term oscillations in a synthetic gene circuit”。针对这项研究,来自美国加州理工学院的Xiaojing Gao和Michael Elowitz发表一篇“新闻与评论”类型的论文,论文标题为“Synthetic biology: Precision timing in a cell”,并且解释了他们的研究结果如何可能改善对天然基因回路的理解。

科学家们已注意到一些活细胞—比如作为生物钟一部分的那些细胞---在追踪时间上表现出的高精度,并且试图复制这种过程。16年前,Michael Elowitz和Stanislas Leibler开发出如今被称作压缩振荡子---一种人工合成的振荡性基因回路---的东西。他们的结果已表明在实验室设计和构建基因回路是可行的。所构建出的基因回路能够发挥功能,但是噪声较大,因而并不比天然的细胞时钟那么准确。在这项新的研究中,研究人员对这种压缩振荡子的几个设计步骤进行改善,每次改善都极大地降低噪声数量,而且通过这样做,增加它的精准度。

这种压缩振荡子是利用结合到位于靶向抑制的一个基因附近的DNA序列上的阻遏蛋白而被制造出来的。三种阻遏蛋白被制造出,当一种阻遏蛋白表达增加时,它导致第二种阻遏蛋白表达下降,接着这会导致第三种阻遏蛋白表达增加,如此一来,产生表达振荡---这些行为受到报告分子的监控。

不幸的是,每种振荡会受到被视为噪声的随机波动的干扰。为了降低这种噪声,研究人员将这些报告分子整合到这种压缩振荡子中,对这些阻遏蛋白进行改造,使得它们遭受降解,以便降低制造出的阻遏蛋白编码基因的拷贝数量,同时增加这三种阻遏蛋白中的一种与DNA序列之间的结合阈值。

在对这些改进进行测试时,研究人员发现他们将振荡周期长度的标准差从35%降低到仅仅14%,Gao和Elowitz将14%描述为高精度---足够好而允许大量细胞保持同步。

来源:网易科技

(原标题:研究人员通过压缩震荡子提高人工合成时钟准确性)

为你推荐

八部委发布《中药工业高质量发展实施方案(2026—2030年)》资讯

八部委发布《中药工业高质量发展实施方案(2026—2030年)》

培育60个高标准中药原料生产基地。协同体系更加健全,中药材种植加工、中药研发生产、流通服务等上下游各环节协同更加紧密,建设5个中药工业守正创新中心,推动一批中药创新药获...

2026-02-05 21:21

国家医保局今年将重点对精神类定点医疗机构开展专项飞检资讯

国家医保局今年将重点对精神类定点医疗机构开展专项飞检

各省级医保部门要组织本辖区内所有精神类定点医疗机构从即日起全面开展自查自纠,重点聚焦但不限于诱导住院、虚假住院、虚构病情、虚构诊疗、伪造文书、违规收费等违法违规使用...

2026-02-05 17:13

替尔泊肽登顶“全球药王”资讯

替尔泊肽登顶“全球药王”

2月4日晚间,礼来发布2025年第四季度及全年财报。财报显示,公司全年营收、净利润均实现大幅增长。

2026-02-05 16:26

蚂蚁阿福发布“长辈模式”资讯

蚂蚁阿福发布“长辈模式”

2月4日消息,蚂蚁阿福App近日完成重要升级,上线专为老年用户设计的长辈模式。

2026-02-05 14:54

国际SOS荣膺“2026年度全球杰出雇主”资讯

国际SOS荣膺“2026年度全球杰出雇主”

今日,国际SOS宣布,公司连续第八年荣获杰出雇主调研机构(Top Employers Institute)授予的杰出雇主认证。

2026-02-05 14:42

默克高管周虹离任,诺和诺德官宣在即,医药行业再迎关键人事变动资讯

默克高管周虹离任,诺和诺德官宣在即,医药行业再迎关键人事变动

默克医药健康全球执行副总裁、中国及国际市场负责人周虹正式离任,其将加盟丹麦制药巨头诺和诺德,接任产品与组合战略执行副总裁一职

2026-02-05 11:58

104亿元!2026年小核酸领域首笔出海BD诞生资讯

104亿元!2026年小核酸领域首笔出海BD诞生

圣因生物与罗氏集团旗下子公司基因泰克达成全球研发合作与许可协议,双方将基于圣因生物专有的RNAi药物研发平台,共同推进一款RNAi疗法的开发。

2026-02-05 11:50

“向光而生·同心前行”2026年世界癌症日特别活动在沪举办资讯

“向光而生·同心前行”2026年世界癌症日特别活动在沪举办

以患者为中心,多方携手共绘癌症科学诊疗新蓝图

2026-02-04 13:13

合成生物企业桦冠生物宣布完成数亿元C轮融资资讯

合成生物企业桦冠生物宣布完成数亿元C轮融资

本轮融资由软银欣创、顺禧基金、常州启航合成生物创投基金、国投创益、长江资本等多家知名机构联合投资,光源资本担任财务顾问,所融资金将重点投向医药与大健康领域新品研发、...

2026-02-04 11:50

AI制药独角兽深度智耀完成6000万美元新一轮融资,加速全栈式研发解决方案落地资讯

AI制药独角兽深度智耀完成6000万美元新一轮融资,加速全栈式研发解决方案落地

本轮融资吸引了信宸资本、金镒资本、凯泰资本等新投资方入局,老股东鼎晖百孚、新鼎资本持续追加投资

2026-02-03 20:03

济川药业联合康方生物,共拓心血管创新药商业化新局资讯

济川药业联合康方生物,共拓心血管创新药商业化新局

伊喜宁®(伊努西单抗注射液)是康方生物自主开发创新的PCSK9单克隆抗体新药,于2024年9月获批上市,用于治疗原发性高胆固醇血症和混合型高脂血症,包括杂合子家族性高胆固醇血...

2026-02-03 19:34

华东医药创新药罗氟司特乳膏0.05%特应性皮炎适应症申报上市资讯

华东医药创新药罗氟司特乳膏0.05%特应性皮炎适应症申报上市

适用于2岁至5岁轻度至中度特应性皮炎患者的局部外用治疗

2026-02-03 19:29

拜耳诺倍戈®第三项适应症在中国获批,用于治疗转移性激素敏感性前列腺癌(mHSPC)

诺倍戈®此前已先后获批用于治疗有高危转移风险的非转移性去势抵抗性前列腺癌(NM-CRPC)成年患者,和联合多西他赛治疗转移性激素敏感性前列腺癌的(mHSPC)成年患者。

2026-02-03 18:42

第101批仿制药参比制剂目录资讯

第101批仿制药参比制剂目录

经国家药品监督管理局仿制药质量和疗效一致性评价专家委员会审核确定,现发布仿制药参比制剂目录(第一百零一批)。

2026-02-03 13:19

支付宝集五福2月3日0点开启,新增“健康福”资讯

支付宝集五福2月3日0点开启,新增“健康福”

2月3日0点,一年一度的春节“支付宝集福”活动将正式上线,活动将持续至除夕夜。

2026-02-02 14:27

又一款老花眼滴眼液获批,市场有待检验资讯

又一款老花眼滴眼液获批,市场有待检验

近日,Tenpoint Therapeutics宣布,美国FDA已批准Yuvezzi(carbachol和brimonidine tartrate滴眼液,2 75% 0 1%),用于治疗成人老花眼。

2026-02-02 14:06

深度缓解数据惊艳:基于诺奖机制的 CELMoD药物如何重塑 MM 治疗逻辑?  资讯

深度缓解数据惊艳:基于诺奖机制的 CELMoD药物如何重塑 MM 治疗逻辑?

近期,国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)将CELMoD药物 iberdomide (以下简称:IBER)纳入优先审评名单并启动优先审评程序,拟批准

2026-02-02 13:22

今日起,医疗药品、保健食品、特殊医学用途配方食品、医疗器械难以电商直播资讯

今日起,医疗药品、保健食品、特殊医学用途配方食品、医疗器械难以电商直播

2月1日,《直播电商监督管理办法》正式实施。

2026-02-01 14:14

儿童生长发育专业、儿童营养专业、儿童皮肤疾病专业纳入北京互联网诊疗首诊试点资讯

儿童生长发育专业、儿童营养专业、儿童皮肤疾病专业纳入北京互联网诊疗首诊试点

经研究,同意你委依托首都医科大学附属北京儿童医院和首都医科大学附属首都儿童医学中心开展儿童生长发育专业、儿童营养专业、儿童皮肤疾病专业互联网诊疗首诊试点。

2026-01-31 23:34

诺和诺德大中国区换帅:周霞萍3月底离任,“老兵”蔡琰接棒资讯

诺和诺德大中国区换帅:周霞萍3月底离任,“老兵”蔡琰接棒

1月30日,全球制药巨头诺和诺德正式对外宣布重大人事变动,其全球高级副总裁兼大中国区总裁周霞萍决定离开公司,最后工作日为2026年3月31日

2026-01-31 17:36