新語言能編程細菌基因線路
- 發佈時間：2016-04-06 03:31:36 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月5日電 （記者常麗君）據美國麻省理工學院（MIT）最新消息，該校生物工程師和波士頓大學、國家標準與技術研究院人員合作，開發出一種編程語言，能用來設計複雜的DNA編碼線路，賦予活細胞新的功能。研究人員稱，利用這種語言，任何人都能按自己設計的功能寫出程式，比如探測環境情況並作出反應，然後生成DNA序列讓細菌細胞具備這些功能。
MIT生物工程教授克裏斯托弗·沃伊特説：“這實際上是一種對細菌的編程語言。就像給電腦編程一樣，你可以用文本語言進行編輯，生成一種DNA序列，再把它輸入細胞，程式線路就會在細胞內運作。”
這種語言以Verilog硬體描述語言為基礎。研究人員設計了運算單元，如14個邏輯門、能編碼到細菌DNA中的感受器等。感受器能探測各種因子，如氧氣、葡萄糖、光照、溫度、酸度及其他環境狀況等。用戶還可以添加自己設計的感受器以按需定制。過去15年來，科學家已設計出多種基因部件，如感受器、記憶開關、生物鐘等，可以把這些部件加以組合，改良現有細胞功能，也可以增加新的功能設計。
該團隊發表在近日出版的《科學》雜誌上的論文稱，他們用這種語言編程了60種功能線路。其中大多用於能檢測一種或多種環境因子，並作出相應的反應；還有一種線路被排列為3種不同輸入，基於不同優先順序作出反應；他們還編程了迄今最大的生物線路，包含7個邏輯門和大約12000個DNA鹼基對。
該團隊打算用這種方法開發更多應用，比如造出能幫人們消化乳糖的口服菌劑、能探測腫瘤並産生抗癌藥物的細菌、能感知植物被病蟲攻擊並産生殺蟲劑的細菌等。
在目前版本的編程語言中，這些基因部件已對大腸桿菌實現了最優化，團隊還在擴展語言使之適應類桿菌、假單胞菌、釀酒酵母菌等細菌。團隊還打算把設計界面放到網上，使用這種新語言的用戶不需要遺傳工程方面的專業知識。
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