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    研究人員用智能手表激活基因以控制胰島素分泌

    2021-06-08 08:50 cnBeta.COM

    導讀:研究人員最終開發了一個分子開關,一旦植入,就可以通過智能手表的綠光激活。

    許多現代健身追蹤器和智能手表都集成了LED,它們發出的綠光,無論是連續的還是脈沖的,都能穿透皮膚,可以用來測量佩戴者在體育活動中或休息時的心率。這些手表已經變得非常流行。一個研究團隊現在想利用這種流行,在皮膚上使用LED來控制基因和改變細胞的行為。

    該團隊由巴塞爾生物系統科學與工程系的Martin Fussenegger領導。他解釋了這項工作的挑戰,他表示人類細胞中沒有自然發生的分子系統對綠光作出反應,所以我們必須建立新的東西。

    研究人員最終開發了一個分子開關,一旦植入,就可以通過智能手表的綠光激活。該開關與研究人員引入人類細胞的一個基因網絡有關。按照慣例,他們使用HEK 293細胞作為原型。根據它包含的基因,只要細胞暴露在綠光下,它就能產生胰島素或其他物質。關掉光線會使開關失活,并停止這一過程。

    由于他們使用了標準的智能手表軟件,研究人員沒有必要開發專用程序。在他們的測試中,他們通過啟動運行中的應用程序來打開綠燈。新的模型會發出光脈沖,這甚至更適合于保持基因網絡的運行。然而,分子開關更加復雜。一個分子復合物被整合到細胞的膜上,并與一個連接件相連,類似于鐵路車廂的聯接。一旦發出綠光,投射到細胞中的組件就會脫離,并被運送到細胞核中,在那里觸發一個產生胰島素的基因。當綠光熄滅時,分離的部件與嵌入膜中的對應部件重新連接。

    研究人員在豬皮和活體小鼠身上測試了他們的系統,將適當的細胞植入小鼠體內,并像背包一樣綁上一個智能手表。打開手表的運行程序,研究人員打開了綠燈,以激活級聯。然而研究人員表示,這種技術至少在十年內似乎不太可能進入臨床實踐。這個原型中使用的細胞將必須由用戶自己的細胞來替代。此外,該系統必須經過臨床階段才能被批準,這意味著存在重大的監管障礙。到目前為止,只有極少數的細胞療法得到批準。