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新語(yǔ)言能編程細(xì)菌基因線(xiàn)路

  • 發(fā)布時(shí)間:2016-04-06 03:31:36  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  科技日?qǐng)?bào)北京4月5日電 (記者常麗君)據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)最新消息,該校生物工程師和波士頓大學(xué)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院人員合作,開(kāi)發(fā)出一種編程語(yǔ)言,能用來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)雜的DNA編碼線(xiàn)路,賦予活細(xì)胞新的功能。研究人員稱(chēng),利用這種語(yǔ)言,任何人都能按自己設(shè)計(jì)的功能寫(xiě)出程序,比如探測(cè)環(huán)境情況并作出反應(yīng),然后生成DNA序列讓細(xì)菌細(xì)胞具備這些功能。

  MIT生物工程教授克里斯托弗·沃伊特說(shuō):“這實(shí)際上是一種對(duì)細(xì)菌的編程語(yǔ)言。就像給計(jì)算機(jī)編程一樣,你可以用文本語(yǔ)言進(jìn)行編輯,生成一種DNA序列,再把它輸入細(xì)胞,程序線(xiàn)路就會(huì)在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)行?!?/p>

  這種語(yǔ)言以Verilog硬件描述語(yǔ)言為基礎(chǔ)。研究人員設(shè)計(jì)了運(yùn)算單元,如14個(gè)邏輯門(mén)、能編碼到細(xì)菌DNA中的感受器等。感受器能探測(cè)各種因子,如氧氣、葡萄糖、光照、溫度、酸度及其他環(huán)境狀況等。用戶(hù)還可以添加自己設(shè)計(jì)的感受器以按需定制。過(guò)去15年來(lái),科學(xué)家已設(shè)計(jì)出多種基因部件,如感受器、記憶開(kāi)關(guān)、生物鐘等,可以把這些部件加以組合,改良現(xiàn)有細(xì)胞功能,也可以增加新的功能設(shè)計(jì)。

  該團(tuán)隊(duì)發(fā)表在近日出版的《科學(xué)》雜志上的論文稱(chēng),他們用這種語(yǔ)言編程了60種功能線(xiàn)路。其中大多用于能檢測(cè)一種或多種環(huán)境因子,并作出相應(yīng)的反應(yīng);還有一種線(xiàn)路被排列為3種不同輸入,基于不同優(yōu)先順序作出反應(yīng);他們還編程了迄今最大的生物線(xiàn)路,包含7個(gè)邏輯門(mén)和大約12000個(gè)DNA堿基對(duì)。

  該團(tuán)隊(duì)打算用這種方法開(kāi)發(fā)更多應(yīng)用,比如造出能幫人們消化乳糖的口服菌劑、能探測(cè)腫瘤并產(chǎn)生抗癌藥物的細(xì)菌、能感知植物被病蟲(chóng)攻擊并產(chǎn)生殺蟲(chóng)劑的細(xì)菌等。

  在目前版本的編程語(yǔ)言中,這些基因部件已對(duì)大腸桿菌實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化,團(tuán)隊(duì)還在擴(kuò)展語(yǔ)言使之適應(yīng)類(lèi)桿菌、假單胞菌、釀酒酵母菌等細(xì)菌。團(tuán)隊(duì)還打算把設(shè)計(jì)界面放到網(wǎng)上,使用這種新語(yǔ)言的用戶(hù)不需要遺傳工程方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

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