新生物“电线”连接酵母菌可制造复杂生物机器

科技日报, 2012-03-21

据美国物理学家组织网3月20日（北京时间）报道，英国科学家研制出一种新的生物“电线”，可以将酵母菌的DNA有效地连接在一起，最新方法有助于科学家制造出更复杂的微型生物机器。研究论文发表在3月19日出版的《公共科学图书馆·综合》杂志上。

帝国理工学院合成生物学和创新中心的科学家展示了这种制造生物“电线”的新方式。他们修改了一个基于蛋白质的名为转录激活因子样效应物（TAL Effectors）的技术，让该效应物制造出一种行为特征类似于电子设备中电线的转录激活因子蛋白。研究人员表示，新生物“电线”的优势在于，其能够被重复编程，这意味着它们能将很多基于DNA的元件连接在一起而不会导致设备“短路”，因此，有潜力让DNA组件之间连接数十亿次。科学家们此前研制出的这类“电线”所连接DNA数量有限，因此，不能用来组成复杂的生物机器。

该研究团队还研发出很多名为“启动子”的基础DNA元件，利用这些“启动子”，可对酵母菌进行重新编程以使其执行不同任务。

该研究的合作者汤姆·伊莱斯表示：“最新进展为以酵母菌为研究对象的生物工程师提供了一个有价值的新式工具箱。从葡萄栽培技术到制造面包，几千年来，人类一直使用酵母菌来让社会变得更加富足。我们的最新研究将促进使用酵母菌制造出更复杂生物机器这一领域的大力发展。这些迷你型生物机器可用于环境监测、清洁燃料的制造等，会让我们的生活变得更美好。”

该论文的第一作者、帝国理工大学合成生物和创新中心的本杰明·博能特说：“我们让酵母菌重新通电的新方法为研制出更复杂的生物设备打开了大门，未来，我们也可借此对细胞编程让其完成由计算机执行的任务。”

该合成生物学和创新研究中心的联合主任理查德·凯特尼补充道：“新研究真正让我们朝用酵母菌研发出更多复杂的生物机器迈进了一大步，这将带领我们进入一个新时代，在这个时代，生物机器能改进我们的健康状态、改善我们生活和休闲方式。”

该中心的另一位联合主任保罗·弗里蒙特得出结论说：“这种用酵母菌组装特定生物零件的新方法将很快为学术界和工业界所运用。”（记者 刘霞）

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21世纪曾被认为是生物学的世纪。的确，我们身处一个生物机器开始繁荣的年代。就好像20世纪下半叶陆续发明了各种计算机元件，生物机器的诸多基本元件正在被发掘和尝试。借助它们，自然的秩序就可以整合进机器里。TALE技术出现不到两年，已经被看做组装基因的最佳手段之一，并在去年被《自然》杂志评为“年度技术”。随着对它的一系列拓展和改进，其威力或许会很快体现出来——复杂的实用性生物机器。