合成细胞也有感知

何为活细胞如何捕捉生命的分子精髓密歇根大学Allen刘教授和明尼苏达大学Vincent Noirea双方使用分子组件构造显示生命最小特征的合成细胞原型并提供生物医学新工具

生物学家和哲学家长期思考问题,即“生命特征是什么? ”而许多科学家试图基于我们周围所见生物自上而下处理问题,刘大夫和诺伊雷奥教授是替代自下而上方法的先驱。他们的长远目标是从零开始构建功能性活细胞,而这一点以前从未做过,而现在通过努力似乎可以想象。

生命最小值
造合成细胞Liu和Noirea目的是把这些模块聚集到实验中 开始构建模型 最小细胞能复述复杂生物函数向完全最小值细胞进发前(只显示最小生命要求的细胞),并在此过程中描述维生基本元素特征前,这是一个基本步骤。

三大模块是信息(细胞组件指令,按脱氧核糖核酸顺序保存)、新陈代谢(能源生成、构件合成和循环)和自组织化(信息封装和物理边界内新陈代谢)。三位都包含在刘新月国家科学基金会项目中,即“用Membrane机敏化机能构建DNA程序最小细胞”。

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合成生物细胞构造现似似似然,但尚未从基本分子中搭建最小功能细胞刘新雄认为模块化方法应能通过谨慎特征连接整合多分子构件,创建人造细胞并容多细胞函数

信息即权
使用分子机制元素Escricheacoli、Liu和Nereaux开发出免细胞系统,可转录信息并用脱氧核糖核酸序列转换为可实现细胞功能的蛋白质transmation(将脱氧核糖核酸代码拷贝到模板RNA分子上)和翻译(使用RNA模板构建蛋白质)都通过团队独有免细胞翻译系统实现,而TXTL系统构成最小细胞基础TXTL系统已被业界接受为合成蛋白质的替代工具,但其作用在实验室中甚至更令人振奋。

组织为密钥
密歇根-明尼苏达系统TXTL机器嵌入小机箱内,称为亲嘴器利波索斯使用简单事实 脂肪(lipss)不溶入水双层分子,每层组成水益类,如磷酸盐和疏水分块,放入水中时自发自取成膜球体,脂肪指向膜中心,两侧都屏蔽于磷酸盐组磷素双层直接模拟自然细胞膜TXTL系统封装为润滑物后,这个系统即实现生命前两个模块:执行基因程序以刺激细胞构造和功能受控环境

phollipid双层直接模拟自然细胞

实现新陈代谢
将信息系统嵌入热嘴语中后, 最终,也许最具挑战性部分 搭建最小细胞 使它能与外部世界通信新陈代谢、生长和复制,最小细胞必须能够取出遍及薄膜的能源,向反方向排出废品并响应从周围环境接收的信号。

刘和新月当前工作的重点是将分子通道整合到嘴唇膜中,通过开关响应环境刺激建构出脱氧核糖核酸序列 编码膜通道蛋白mcL敏感度,即开闭响应osmoti压力

测试McL通道功能时,他们还编码入最小细胞的DNA内,即G-GECO工程蛋白质,它用荧光对钙离子响应G-GECO通过mmbrane通过mcL时,只有在外部传递时才出现crium分子时,G-GECO通过荧光响应

生物AND门
刘新龙描述最小细胞系统为合成生物敏感AND门两种输入方式分别为机械压力和化学分解离子smotiative压力驱使MccL通道开通时,钙离子流经亲嘴并激活G-GECO并说,二人组生成脱氧核糖核酸编程人工细胞 感知悬浮压力和外部钙离聚

以连接小先质分子脂质转基因合成法 来将激活与脂质双层物理生长相匹配(并因此将细胞整体相联)。机械敏锐膜将促进细胞结构与其脱氧核糖核酸之间的关键联系,这是向实合成生命进发的关键进一步发展

研究为创建最小细胞铺路 最小细胞能感知并响应环境

比生物强?
刘新雄的研究为创建最小细胞铺平了道路 最小细胞能感知并响应环境 合成生物中心步骤系统提供实验平台 快速可靠量化 操纵最小细胞系统的任何方面这会加速最小细胞工程未来进度,最终可能扩展自然生物细胞中的属性

项目高度依赖实验室、机构和学科之间的合作解决Noireux所说的综合最小单元的“挑战但可想象目标”。置身生物工程界面中,本项研究增加生物基础知识,刺激医学-如药送-和生物技术的进步,并为跨机构学习的未来科学家提供以生物物理原理基础前沿研究令人振奋的入门导论Noireaux表示,它不是“单纯练习”,而是“前向工程方法”。