合成生物学提供了一种设计细胞以执行新功能的方法，例如当它们检测到某种化学物质时会发出荧光。通常，这是通过改变细胞来实现的，以便它们表达可由特定输入触发的基因。
然而，由于细胞转录和翻译必要基因需要时间，因此在检测分子和产生的输出之间通常存在很长的滞后时间。麻省理工学院合成生物学家现在已经开发出一种替代方法来设计此类电路，该方法完全依赖于快速、可逆的蛋白质-蛋白质相互作用。这意味着无需等待基因被转录或翻译成蛋白质，因此可以更快地开启电路——在几秒钟内。
“我们现在有一种方法可以设计在非常快的时间尺度上发生的蛋白质相互作用，没有人能够系统地开发这种方法。我们已经能够在几秒钟或更短的时间尺度内设计任何功能，”麻省理工学院生物工程系的研究助理、这项新研究的主要作者迪帕克·米什拉 (Deepak Mishra) 说。
研究人员说，这种电路可用于创建环境传感器或诊断，以揭示疾病状态或即将发生的事件，如心脏病发作。
生物工程、电气工程和计算机科学教授 Ron Weiss 是该研究的资深作者，该研究今天发表在《科学》杂志上。其他作者包括前麻省理工学院博士后 Tristan Bepler;Bonnie Berger，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的西蒙斯数学教授兼计算与生物学组负责人;威斯康星大学助理教授布赖恩·蒂格;宾夕法尼亚州立大学好时医学中心生物化学和分子生物学系主任 Jim Broach。
蛋白质相互作用
在活细胞内，蛋白质-蛋白质相互作用是许多信号通路中必不可少的步骤，包括参与免疫细胞激活和对激素或其他信号的反应的通路。许多这些相互作用涉及通过添加或去除称为磷酸盐的化学基团来激活或失活另一种蛋白质。
在这项研究中，研究人员使用酵母细胞来承载他们的电路，并创建了一个由来自酵母、细菌、植物和人类等物种的 14 种蛋白质组成的网络。研究人员修改了这些蛋白质，以便它们可以在网络中相互调节，以产生响应特定事件的信号。
标签： 合成生物电路
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