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平台在哺乳动物细胞中合成新的遗传程序

能有助于为难以治疗疾病的生物工具包的新疗法

Image by Joshua Leonard, Hailey Edelstein, Patrick Donahue, and Joe Muldoon, 威尼斯人官网. Cell image by NIAID/NIH, used and modified under Creative Commons 2.0 license. DNA brush by James Hedberg, used and modified under CC0.

在西北工程设计开发的新合成生物学工具包将帮助研究人员哺乳动物细胞新功能。

该工具包,称为转录(COMET)的哺乳动物可组合元件,包括合成的转录因子的集合,使设计的启动子和在某种程度上基因表达程序调谐不可能与先前。可能的结果是难以治疗疾病的新疗法,如癌症。

约什 - 伦纳德“我们的长期目标是支持可自定义生物工程构建基于细胞疗法和熬煮至目标设计中融入了遗传程序需要合适的生物部分。建筑是朝着使我们能够在哺乳动物细胞中真正设计出新的功能的ESTA彗星工具箱重要的一步,说:” 约什 - 伦纳德在工程的威尼斯人官网麦考密克学校,领导这项研究的化学和生物工程,副教授。他也是威尼斯人官网的一员 中心合成生物学.

结果是 发表 2月7日在该杂志 自然通讯.

创造新的技术,以调整细胞

合成生物学的研究人员期待细胞重编程,通过改变它们的DNA给他们新的功能。研究人员已经成功而重新编程细胞,以创造新的治疗细菌和化学物质的DNA,哺乳动物细胞目前由于其复杂的底层生物更难以修改。

像CRISPR-cas9基因功能强大的工具,可以将这些细胞内的编辑单,但不要让这些工具随手研究人员创造更细致,复杂的功能,需要引进和微调常新的遗传网络。

伦纳德和他的团队有兴趣开发基于细胞的疗法 - 样重新编程细胞的发现肿瘤在体内治疗癌症的疾病的部位 - 但意识到,他们需要开发工具包构建的许多功能,可能是科技部有用。在该领域的最新进展,铺平了识别所需的治疗功能,内这样的系统复杂,甚至背景下,关键的挑战就是如何修改小区开展了任务的方式。

“我们需要先进的治疗技术的发展,说:”帕特里克多纳休,在伦纳德实验室的研究生和论文的第一作者。 “有是开发一个这样的技术来扩展我们可以在哺乳动物细胞中实现的功能的机会。因此,我开始了我的博士,我们坐下来问,“什么将我们希望在转录工程工具CARACTERÍSTICAS?”“

一个新的图书馆,以推动该领域

然后小组合作开发的启动子和转录因子库 - 哪些复制DNA到RNA中 - 这使基因表达的设计和调优。作者为特征的这些组件以及它们如何才能使基因表达水平所需的调整一起工作。他们还开发了一个数学模型,解释了系统的工作原理。

“对于合成生物学技术,数学模型是具有实现可重用模块和其它的研究预见,可以申请并在扩大至关重要。我们在COMET系统ESTA原理模型,说:” NEDA巴盖里世卫组织合作伦纳德。巴盖里在西北化工和生物工程的兼职副教授,并在西雅图华盛顿大学的杰出华盛顿研究基金会研究员。

现在,伦纳德和他的团队正在使用该平台来构建生物系统可以进行复杂的,其功能,如直接将治疗肿瘤。这涉及到编程的细胞能够评估其环境,以确定是否或癌组织是健康的。

该组的主要任务是使新技术随时可ESTA其他组,以便其他人可以既扩大,并用它在多个领域的彗星进一步研究。在出版前的纸 biorxiv 你也许已备受关注,而生物零件会散发为由套件 Addgene公司.

“彗星将使研究人员能够测试假设那是不可能的测试,否则,帮助我们构建有用的生物技术我们都了解和改善流程复杂,如免疫功能或开发。在新兴技术如合成生物学技术领域,建立技术平台是火花创新至关重要。我们很高兴地看到什么使我们的社会彗星接下来要做的,“伦纳德说。

这项工作是由从生物医学成像和生物工程,美国国立卫生研究院(eb026510)的一部分,国家研究所的资助部分支持。这是 一等奖 从美国国立卫生研究院的资助第一机构专门用于支持具体合成生物学。