合成生物学一大技术难题被攻克，有助于揭开地球生命早期起源之谜_医疗健康

2016

11/16

16:27

科技日报

作者：聂翠蓉

医疗健康

美国麻省理工学院（MIT）官网14日发布公告称，该校研究团队攻克了合成生物学的一大技术难题：将不同遗传线路分隔在单个人工合成细胞内，以阻止它们相互干扰，从而可串联成更加复杂的遗传线路，合成更加复杂的药物分子。这一新方法可以帮助研究人员设计出全新遗传线路，并有助于揭开地球生命早期起源之谜。

研究团队在《自然·化学》杂志上发表论文称，他们将遗传线路包裹在脂质体液滴中，这些脂质体拥有与细胞膜非常相似的脂肪膜，可扮演人工细胞的角色，除了能识别DNA和合成蛋白质外，没有其他任何细胞功能。该校生物工程兼脑认知科学副教授爱德华·博伊顿表示：“脂质体在遗传线路间筑起一道‘墙’，使它们不能相互交流，即使‘住’在同一个细胞工厂也不会相互干扰。”

研究团队还证明，该方法可用来生成包含不同生物体遗传线路的复杂线路。他们将含细菌遗传线路的人工细胞暴露在茶碱分子中，诱导多西环素分子（一种治疗上呼吸道感染的药物）离开脂质体，并进入含哺乳动物遗传线路的脂质体中，多环西素在此会激活遗传物质生成荧光蛋白——荧光素酶。博伊顿解释道：“细菌遗传物质与哺乳动物遗传物质组成的混合线路系统中，细菌线路就像计算机程序，而哺乳动物线路更像工厂，两者结合后通过感应脑细胞或其他细胞发出的分子信号，可生成抗体等复杂生物药物。”

研究人员还将一种名叫“SNAREs”的蛋白质插入脂质体的脂肪膜表面，不同脂质体通过这些表面蛋白键合而融合在一起。抓住调控这些脂质体的融合时机，就能让它们生成的分子结合成想要的最终产品。

博伊顿表示，他们的合成细胞方法不仅能帮助合成生物学研究改进现有方法，还能用来模拟地球早期生物的行为特性，帮助建立地球生物的物理环境，从而有助于在太阳系和其他星系寻找生命迹象。

几年以前，美国人已经合成了单细胞，现在他们又闯出一条通向多细胞生物的坦途，自然界从阿米巴虫变化出水螅和海绵可用了几亿年。将来自然界中根本不存在的生物系统或许也会搭建出来，仅仅满足人的需求或好奇心。或许到那时，我们才真正体会到，无机界和有机界之间本来无界。

来源：科技日报作者：聂翠蓉

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