科學家開發出控制基因表達的新方法
日期：2015-08-25 09:10:38
最近，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的實驗和理論生物學家，描述了一種控制基因表達的新方法。這種方法的關鍵是一個可調的開關，由一個對于醫療、甚至生物燃料生產都很有價值的小非編碼RNA分子制成。相關研究結果發表在最近的國際期刊《ACS Synthetic Biology》。延伸閱讀：華人教授：細胞基因表達調控新見解。
本研究首席科學家、洛斯阿拉莫斯國家實驗室生物科學部門的Clifford Unkefer指出：“活細胞有多種機制來控制和調節這些過程，其中許多過程涉及基因表達的調控。科學家們已經研究了綜合改變基因表達用于其他目的的方法，如療法或化學物質的生物合成。這項工作的重點是基因翻譯的調控。現在，我們使用riboregulator，能做到這一點。”
合成生物學研究人員一直試圖設計某種細菌，能夠實現一系列重要的醫療和工業功能，從制造藥物，到解毒污染物，以及增加生物燃料的產量。
本研究共同作者Karissa Sanbonmatsu說：“細胞依靠一種復雜的基因開關網絡。合成生物學的早期研究，假定這些開關是類似于打開或關閉一個燈泡。我們生產出更接近于連續調光器的開關，仔細地調控基因的表達。”
另一個研究小組成員Scott Hennelly指出：“因為這些riboregulators可以用來調節基因的表達，并可以被特異性地靶定，以獨立調節一個代謝途徑的所有編碼基因，因此，它們給合成生物學家優化一種工程代謝途徑的通量，提供了必需的工具，并會發現其在合成生物學的廣泛應用。”
該研究小組的工作，描述了由順式抑制物（crRNA）和反式激活物RNA（taRNA）構成的riboregulators。crRNA自然地折疊成一種結構，可隔絕核糖體結合序列，防止下游基因的翻譯；從而阻斷了基因的表達。
taRNA被獨立轉錄，并且這兩個調控RNA元件之間的結合和隨后的結構轉型，決定著轉錄的mRNA是否將被翻譯成蛋白質產品。在這個項目中，研究團隊表明，一種順式抑制物，可完全關閉耐抗生素報告基因、以及可修復翻譯的反式激活因子的翻譯。
Hennelly說：“他們證明，翻譯水平可能基于taRNA基本序列調控區的細微變化而被調整；從而可以在很寬的動態范圍內實現基因表達的翻譯調控。”
最后他們創建了一個模塊化的系統，包括一個向導序列，能夠獨立地靶定特異基因，從而使這些riboregulators能夠獨立地調控多個基因。
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