Nature:美开发出细胞编程新方法

【字体: 时间:2009年07月30日 来源:中国科技网

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  美国研究人员开发出一种称为多重自动基因工程技术(MAGE)的细胞编程新方法,通过平生物科技公司要完成这一任务需要几个月或几年的时间。该研究成果刊登在7月26日的《自然》杂志网络版上。

  随着生物技术的发展,高通量基因测序技术使得生物学家可以每小时扫描数百万个
DNA字母或碱基。但当他们要修正一个基因组时,往往会遇到阻碍,而过时的细胞编程技术更加大了修正的难度。



  研究人员选定大肠杆菌作为实验对象。他们将几个基因引入到大肠杆菌的环状染色体中,诱使其产生番茄红素——胡萝卜素的一种,具有极强的抗氧化活性。接下来的任务就是想办法调整细胞来增加这种化合物的产量。

克隆

  因此,研究小组将工程师的逻辑性与生物学家对复杂事物的理解力有效结合起来。他们重组了进化路径,以前所未有的速度创造出遗传多样性,从而增加了发现具有特定属性细胞的几率。

  研究人员从大肠杆菌4500个基因中选取了24个基因,将它们的DNA序列分成易于处理的90个字母片段,然后对每一个片段进行修改,以产生一系列的基因变异。接下来,利用这些特定的序列,研究人员制成数千个独特的基因结构,将它们重新插回细胞,以使自然的细胞机制能吸收这些改进了的遗传物质。

  实验表明,有些细菌会和一个新结构融合,有些细菌则可以和多个新结构融合。在所产生的细胞中,有些比其他细胞能产生更多的番茄红素。研究小组从这些细胞中提取出最好的“生产者”,不断重复同样的过程,以使这一“生产机械”更加精细完善。而为了使实验更容易,所有这些步骤都是自动操作进行的。

  通过加速进化,研究小组在3天内创造出多达150亿个基因变异,而番茄红素的产量则提高了5倍。而如使用传统的克隆技术创造这150亿个基因变异,需花费数年的时间。

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