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一组研究人员开发了一种被称为“缺失环节”的“电遗传接口”来控制基因。
最初的努力使用电池供电的设备发送电流,激活目标基因的反应。
研究小组认为,电遗传学接口系统为未来的基因或细胞疗法带来了好处。
如果你明智地使用电,电可以成为一种强大的工具——苏黎世联邦理工学院的一组研究人员似乎真的知道如何使用它。科学家们声称他们已经开发出一种革命性的新模型,称为“电遗传接口”,它利用电力来控制基因。
在《自然》杂志上发表的一项研究中,该团队表示,该研究提供了“缺失的环节”,将允许创建能够控制基因的可穿戴设备,重点是通过基因或细胞疗法治疗人类疾病。
“我们相信这项技术将使可穿戴电遗传设备能够直接编程代谢干预措施,”作者写道。
“电子系统和生物系统的功能方式截然不同,并且由于缺乏功能性通信接口而在很大程度上不兼容,”作者解释道。“生物系统是模拟的,由遗传学编程,缓慢地进化并由流经绝缘膜的离子控制,而电子系统是数字的,由易于更新的软件编程并由流经绝缘线的电子控制。”
两者以直流驱动调节技术 (DART) 的形式相遇,这是一种电遗传接口,通过使用电流激活特定的基因反应,将数字与模拟连接起来。该研究称:“使电子设备能够控制基因表达的电化学接口仍然是电子和遗传世界完全兼容和互操作性道路上缺失的一环。”
这项工作建立在 2020 年研究的基础上发表《科学》杂志展示了如何将人类胰腺细胞植入 1 型小鼠体内糖尿病可能会受到电力的影响。2020 年设备和新设备的目标都是使小鼠血糖水平恢复到可接受的水平,而且它们确实有效。
根据然而对于Vice来说,新的设计是一次重大的升级。它仍然使用电刺激针灸针来开启参与调节剂量的确切基因。胰岛素,但它更高效且易于使用。
研究表明,DART 提供了一种可逆且可调节的电发生接口,可与现成的电池。“值得注意的是,”他们写道,“DART 需要很少的功率和总体能量来控制目标基因表达。”
解决糖尿病问题是该设备的概念验证,但研究人员预计该模型将成为应对各种生物制药挑战的直接解决方案。他们“我们相信”说,“简单的电遗传接口,例如 DART,可以在功能上将模拟生物系统与数字的电子设备为未来各种基于基因和细胞的疗法带来了巨大的希望。”