本報訊 據(jù)英國廣播公司（BBC）11月6日報道，瑞士科學(xué)家在一期《自然·生物技術(shù)》雜志撰文指出，他們成功地在計算機和普通釀酒酵母之間形成了一個“反饋環(huán)”，可用計算機地控制酵母菌內(nèi)特定基因的打開和關(guān)閉，這項創(chuàng)新方法可對利用微生物制造生物燃料或抗體等生物過程進(jìn)行控制。
該研究的、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院蘇黎世分校自動化研究所所長約翰·萊格熱斯表示，在研究中，計算機通過控制閃光可打開和關(guān)閉某個特定基因的表達(dá)，讓該基因“學(xué)會”達(dá)到和維持一個給定值。這是一種相對比較簡單的方法，能讓科學(xué)家們很好地控制復(fù)雜的生物化學(xué)過程來得到滿意的結(jié)果。此前已有很多科學(xué)家嘗試過其他方法，比如在細(xì)胞內(nèi)部給細(xì)胞編碼讓其成為電路，或?qū)⒒蚍湃爰?xì)胞內(nèi)等，然而結(jié)果都差強人意。
萊格熱斯和同事用釀酒酵母開始實驗，釀酒酵母在現(xiàn)代分子和細(xì)胞生物學(xué)中一般被用作真核模式生物，供科學(xué)家進(jìn)行各種生物實驗。2002年，一項研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)釀酒酵母暴露于光線下時，其體內(nèi)一種名為光敏素的分子會發(fā)生變化：紅光讓其處于“活躍狀態(tài)”，而遠(yuǎn)紅光又會將其變回穩(wěn)定態(tài)，這表明光敏素的活動能讓制造給定蛋白的基因機制打開或關(guān)閉。
萊格熱斯研究團(tuán)隊使用上述技巧來確保當(dāng)釀酒酵母制造特定蛋白時，會將相應(yīng)的基因打開；使用一個在發(fā)射熒光過程中自身能發(fā)光的“信使”分子也能追蹤這種酵母菌的“一舉一動”。他們制造出了一個控制環(huán)：當(dāng)紅光照射時，可追蹤有多少個酵母細(xì)胞正在表達(dá)該基因；也可用遠(yuǎn)紅光來抑制這種基因表達(dá)。該研究團(tuán)隊還研發(fā)出了一個計算機模型，以追蹤每次光照應(yīng)持續(xù)多長時間才能地讓特定數(shù)量的基因表達(dá)得以維持。
科學(xué)家們表示，研究表明，生命內(nèi)而微妙的生物機制能被用于很多實驗中，這些實驗有助于我們更好地理解細(xì)胞信號傳導(dǎo)機制。研究還有望應(yīng)用于生物燃料或抗體的制造過程中，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)來增加產(chǎn)量。
