科学探索|科学家在DNA中建立生物“阀门” 以塑造细胞信息的“流动” 科学家在DNA中建立生物“阀门

布里斯托大学的科学家们已经开发出了新的生物部件，能够沿着DNA塑造细胞过程的流动。这项工作现在发表在《自然通讯》杂志上，为信息如何在DNA中编码提供了一个新的视角，并为建立可持续的生物技术提供了新的工具。

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尽管肉眼不可见，但微生物对我们的生存是不可或缺的。它们利用通常被称为生命代码的DNA进行运作。DNA编码了许多可能对我们有用的工具，但研究人员目前对如何解释DNA序列缺乏完整的了解。
研究第一作者、布里斯托大学生物科学学院的博士生Matthew Tarnowski说：“了解微生物世界是很棘手的。虽然用测序仪读取微生物的DNA给我们提供了一个了解底层代码的窗口，但你仍然需要读取大量不同的DNA序列来了解它的实际运作。这有点像试图学习一种新的语言，但只从一些小的文本片段中学习。”
为了解决这个问题，布里斯托大学研究团队专注于如何读取DNA中编码的信息，特别是如何控制沿DNA的细胞过程的流动。这些生物信息流协调了细胞的许多核心功能，塑造它们的能力将提供一种指导细胞行为的方法。
该团队从自然界中获得灵感，众所周知，DNA上的流动往往是复杂和交织的，他们专注于如何通过创建 “阀门”来调节这些流动，使其从DNA的一个区域流向另一个。

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研究资深作者、布里斯托大学皇家学会大学研究员Thomas Gorochowski博士说：“类似于控制液体在管道中流动速度的阀门，这些阀门塑造了分子过程沿DNA的流动。这些流动使细胞能够理解存储在其基因组中的信息，而控制它们的能力使我们能够以有用的方式重新编程它们的行为。”
设计新的生物部件通常会花费大量的时间。为了解决这个问题，该团队采用了一些方法，使许多DNA部件能够快速并行组装，并采用了一种基于“纳米孔”的测序技术，使他们能够同时测量每个部件的工作情况。
Gorochowski博士补充说：“利用纳米孔测序的独特功能是释放我们有效设计生物阀门的能力所需的步骤。我们不是每次单独建造和测试一对，而是可以在一个混合池中组装和测试数千个，帮助我们拉开它们的设计规则，更好地了解它们如何工作。”
作者继续进一步展示了“阀门”如何被用于调节细胞中的其他生物成分，为未来同时控制许多基因和复杂的基因组编辑开辟了途径。
【科学探索|科学家在DNA中建立生物“阀门” 以塑造细胞信息的“流动”】展望未来，该团队目前正在考虑如何负责任地使用这项技术。西班牙维戈大学后增长创新实验室的杰出研究员Mario Pansera博士说：“现在他们已经精心制作了这些工具，一个大问题是如何在现实世界中负责任地、公平地使用它们。后增长企业家精神提供了有用的方法，可以想象出更加慎重和包容的方式，使这种技术为人们服务。”