由于華威大學和薩里大學利用工程學原理對合成生物學進行了突破性的研究,細菌可以被編程為有效地生產(chǎn)藥物。
在沃里克工程學院的華威綜合生物學中心和薩里大學健康與醫(yī)學科學院的帶領(lǐng)下,新研究發(fā)現(xiàn)了如何動態(tài)管理工程細胞內(nèi)部必需資源的分配 - 提升綜合潛力編程細胞以對抗疾病和生產(chǎn)新藥。
研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法來有效地控制核糖體的分布 - 細胞內(nèi)的微觀'工廠'構(gòu)建蛋白質(zhì),使細胞保持活力和功能 - 合成電路和宿主細胞。
可以將合成電路添加到細胞中以增強它們并使它們執(zhí)行定制功能 - 為醫(yī)療保健和藥物的未來提供巨大的新可能性,包括特別編程生產(chǎn)新型抗生素和其他有用化合物的細胞的潛力。
細胞僅具有有限量的核糖體,并且插入電路的合成電路和宿主細胞都競爭這種有限的資源池。至關(guān)重要的是,兩者都有足夠的核糖體,因此它們可以存活,繁殖和繁殖。如果沒有足夠的核糖體,電路就會失效,或者細胞會死亡 - 或兩者兼而有之。
利用通常用于飛機飛行控制系統(tǒng)的反饋控制回路的工程原理,研究人員開發(fā)并演示了一種獨特的系統(tǒng),通過該系統(tǒng)可以動態(tài)分布核糖體 - 因此,當合成回路需要更多的核糖體才能正常運行時,更多將被分配給它,并減少分配給宿主細胞,反之亦然。
華威大學綜合合成生物學中心(WISB)華威大學工程學院生物工程教授Declan Bates評論道:
“合成生物學是關(guān)于讓細胞更容易設(shè)計,以便我們能夠解決當今我們面臨的許多最重要的挑戰(zhàn) - 從制造新的藥物和療法到尋找新的生物燃料和材料。在這個項目中看到工程學是非常令人興奮的想法,在計算機上開發(fā),在實驗室內(nèi)建造并在活細胞內(nèi)工作。“eng logo
JoséJiménez,薩里大學健康與醫(yī)學科學院合成生物學講師:
“選擇性操縱細胞功能的最終目標,如在本項目中進行的操作,就是要了解生物學本身的基本原理。通過了解細胞如何運作和測試它們發(fā)展的制約因素,我們可以想出辦法。工程細胞更有效地應(yīng)用于生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用“
核糖體存在于細胞內(nèi),并在細胞功能需要時構(gòu)建蛋白質(zhì)。當一個細胞需要蛋白質(zhì)時,細胞核會產(chǎn)生mRNA,然后將其送到核糖體中 - 然后核糖體通過將正確的氨基酸鍵合在一起來合成必需的蛋白質(zhì)。