導(dǎo)游通常是幫助游客指路，但如果他們提供針對個人興趣的個性化服務(wù)，體驗可能會大大提高。最近，研究人員已經(jīng)將指導(dǎo)酶的向?qū)NA轉(zhuǎn)化為一種能夠控制網(wǎng)絡(luò)以響應(yīng)各種信號的智能RNA。這一創(chuàng)新研究在學(xué)術(shù)界引起了極大的關(guān)注。
浦項工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)系的金鐘民教授和姜漢松、樸東源博士組成的研究小組開發(fā)出了多信號處理指南RNA。這種引導(dǎo)RNA可以被編程來邏輯地調(diào)節(jié)基因表達。他們的研究結(jié)果最近發(fā)表在國際分子生物學(xué)和生物化學(xué)雜志《核酸研究》上。
CRISPR/Cas系統(tǒng)通常被稱為“基因剪刀”，是一種能夠編輯基因序列以增加或刪除生物功能的技術(shù)。這項技術(shù)的核心是一種引導(dǎo)RNA，它可以指導(dǎo)酶在特定位置編輯基因序列，這種技術(shù)被用于治療遺傳疾病和基因工程作物等多個領(lǐng)域。盡管RNA工程的進步推動了對響應(yīng)生物信號的引導(dǎo)RNA的研究，但實現(xiàn)對基因網(wǎng)絡(luò)的精確控制以響應(yīng)多種信號仍然具有挑戰(zhàn)性。
在這項研究中，該團隊將CRISPR/Cas系統(tǒng)與生物計算相結(jié)合，以克服這些限制。生物計算是一種連接電子電路等生物組件來編程細胞和生物體活動的技術(shù)。研究人員實現(xiàn)了一種指導(dǎo)RNA基因電路，能夠根據(jù)輸入做出決策，類似于布爾邏輯門，這是數(shù)字化信號操作中輸入輸出關(guān)系的基本表示之一。
該團隊成功控制了參與大腸桿菌代謝和細胞分裂的必要基因，展示了將多個邏輯門結(jié)合起來處理各種信號和復(fù)雜輸入的能力。他們利用這個回路在適當(dāng)?shù)乃缴峡刂萍毎螒B(tài)和代謝流。
這項研究具有重要意義，因為它整合了現(xiàn)有的系統(tǒng)和技術(shù)來精確控制基因網(wǎng)絡(luò)，使生物體能夠處理、整合和響應(yīng)各種信號。這超出了向?qū)na僅僅將酶引導(dǎo)到特定位置的作用。
浦項工科大學(xué)教授金鐘民表示:“通過此次研究，可以根據(jù)與疾病相關(guān)的復(fù)雜遺傳回路中的生物信號，精確設(shè)計基因療法。”他補充說:“RNA分子工程使基于軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計變得簡單，這將大大促進癌癥、遺傳疾病、代謝疾病等個性化治療的發(fā)展。”
該研究得到了韓國科學(xué)和信息通信技術(shù)部和韓國國家研究基金會的資助，并得到了韓國國家研究基金會和教育部的LINC項目、韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究院的項目和教育部贊助的LINC 3.0、韓國健康產(chǎn)業(yè)振興研究院(KHIDI)的韓國健康技術(shù)研發(fā)項目、慶北、浦項食品技術(shù)研究開發(fā)(R&D)中心培育支援計劃、浦項工業(yè)大學(xué)(IBS POSTECH)。
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-7/20240723084050669.htm） | 
