研究人員開發(fā)基本計算元件為細菌
日期：2015-07-10 13:19:48
我們的消化系統(tǒng)內(nèi)的“友好”的細菌被賦予一個升級，這可能有一天允許它們被收編以便檢測并最終治療疾病，如結(jié)腸癌和免疫系統(tǒng)疾病。
研究人員在麻省理工學院推出了一系列的傳感器，內(nèi)存開關(guān)，而且可以在公共編碼電路，人體腸道內(nèi)的細菌多形擬桿菌。
這些基本的計算元件將允許細菌感測，記憶，并響應(yīng)腸道信號，與將來的應(yīng)用，可能包括的早期檢測和治療炎癥性腸疾病或結(jié)腸癌。
科學家此前建立遺傳里面的電路生物模式，如大腸桿菌。然而，這種菌株僅發(fā)現(xiàn)了在人體腸道。
團隊開發(fā)了一系列可用于對細菌內(nèi)精確程序基因表達的遺傳。“使用這些部件，我們建立四個傳感器，可以在細菌的DNA信號響應(yīng)里面打開和關(guān)閉基因編碼。
這些可以是食品添加劑，包括糖，其允許細菌通過自主吃掉的食物來控制。
細菌的“記憶”
對腸道的感知，包括出血或發(fā)炎的跡象病理報告，細菌會需要記住這些信息和外部報告。以使他們能夠做到這一點，研究人員配備以遺傳記憶的形式。他們使用一類稱為重組酶蛋白質(zhì)，它可以通過識別特定的DNA地址和反相的方向記錄信息到細菌DNA。
研究人員還實施了技術(shù)稱為CRISPR干擾，它可以用于控制哪些基因在細菌中被打開或關(guān)閉。研究人員用它來調(diào)節(jié)消耗特定的營養(yǎng)和抗被殺害的抗菌分子。
研究人員證明，他們植入小鼠的腸道的一套遺傳工具和交換中發(fā)揮作用。當小鼠含有正確的成分喂食物，他們發(fā)現(xiàn)，這種細菌能記得老鼠吃了什么。
擴展工具包
研究人員現(xiàn)在計劃擴大他們的工具應(yīng)用到不同種類的桿菌。這是因為腸道中的微生物因人而異，這意味著一個特定的物種可能是優(yōu)勢菌的一個患者。
“我們的目標是擴大我們的遺傳工具包，以多種細菌在人體腸道共生的重要生物”。
利用微生物來感測和對疾病的跡象響應(yīng)的概念也可以用在身體其他地方使用。
此外，更先進的基因計算電路可以在這種遺傳工具包內(nèi)建桿菌，以提高他們的表現(xiàn)作為無創(chuàng)性診斷和治療。
“例如，我們希望有較高的敏感性和診斷疾病與工程菌的特殊性”,“為了實現(xiàn)這一點，我們工程師可以用細菌檢測多個生物標志物，且僅觸發(fā)一個響應(yīng)時，它們都被激活”。
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