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研究:新工具有助在細胞內建造“智能電路”

2025-01-06 11:16:33

來源:新華網

  新華社北京1月6日電 美國賴斯大學的研究團隊近日宣布,他們針對生物細胞內的磷酸化過程開發出一套新工具,用于人工合成生物“智能電路”,使細胞對外界信號作出合適的快速響應,從而幫助診斷和治療癌癥、自身免疫疾病等復雜疾病。

  磷酸化是指在蛋白質或其他生物分子上添加一個磷酸基團,改變其性質。磷酸化在多種重要生理過程中起到關鍵作用。細胞接收到環境信號時,會通過一連串復雜的磷酸化反應作出最終響應,包括分泌特定物質、表達特定基因等。

  細胞的蛋白質磷酸化信號網絡就像一個復雜電路,輸入的物理或化學信號經過放大和轉換處理,變成代謝、基因調控等輸出信號。模仿其功能在細胞內建造可調控的生物“電路”,在疾病診療方面有巨大應用潛力。

  磷酸化信號網絡具有模塊化性質,可以區分為一些基本單元,每個單元包含相對獨立的反應循環,單元之間相互連接。賴斯大學的團隊在新一期美國《科學》雜志上發表論文說,他們利用這種特性合成出可調控的單元,并以新的方式連接這些單元,成功實現了與天然磷酸化過程相似的功能。

  在實驗中,研究人員合成出能感知腫瘤壞死因子-α的電路,它發現T細胞釋放出這種細胞因子后,會迅速建立抗炎癥的控制回路,以抑制T細胞的活性,將相關細胞因子維持在低水平。該電路驗證了新工具的靈敏性和有效性,并可幫助對抗免疫系統過于活躍導致的自身免疫疾病。

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