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当一群细胞与微生物“偶遇”时,微生物的DNA已被悄然读取

前瞻网 2022-01-25 08:59

 

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日前,一项最新发表在《自然·通讯》期刊上的研究表示,布里斯托大学的科学家们已经开发出新的生物“阀门”部件。这些部件能够塑造细胞过程沿 DNA 的流动,从而为信息如何在 DNA 中编码以及构建可持续生物技术的新工具提供了全新的视角。

尽管肉眼看不见,但微生物对我们的生存来说是不可或缺的。它们使用 DNA 运作,通常被称为“生命密码”。但我们目前对如何解释微生物的 DNA 序列缺乏完整的了解。

布里斯托尔生物科学学院的第一作者和博士生 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 为我们提供了了解底层代码的窗口,但你仍然需要大量阅读不同的 DNA 序列来了解它的实际工作原理。这有点像尝试学习一门新语言,但只从一小段文本片段中学习。”

为了解决这个问题,布里斯托尔团队专注于如何读取 DNA 中编码的信息,特别是如何控制细胞过程沿 DNA 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。

从大自然中汲取灵感,众所周知,DNA 上的流动通常是复杂且相互交织的,该团队专注于如何通过创建“阀门”来调节这些流动,以调节从 DNA 的一个区域到另一个区域的流动。

布里斯托大学资深作者兼皇家学会大学研究员 Thomas Gorochowski 博士说:“类似于控制液体流过管道速度的阀门,这些阀门塑造了分子过程沿 DNA 的流动。这些流动允许细胞理解存储在其基因组中的信息,并且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时间。为了解决这个问题,该团队采用了能够并行快速组装许多 DNA 部分的方法,以及基于“纳米孔”的测序技术,使他们能够同时测量每个部分的工作方式。

Gorochowski 博士补充说:“利用纳米孔测序的独特功能是解锁我们有效设计生物瓣膜的能力所需的步骤。与其一次单独构建和测试一对,我们可以在混合池中组装和测试数千个,帮助我们分解他们的设计规则并更好地了解它们的工作原理。”

生物阀门部件的开发还可以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道路。

该研究题为“Massively parallel characterization of engineered transcript isoforms using direct RNA sequencing”,于1月21日发表在Nature Communications期刊上。

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责任编辑: 4161HSS

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