| 《自然》2008年10月29日在线 |
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| 科学家用大肠杆菌创造出“遗传时钟” |
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美国科学家在一项最新研究中，利用合成生物学方法，成功创造出了首个稳定、快速、可调的“遗传时钟”，它通过单个大肠杆菌细胞内部的荧光蛋白闪烁来计时。由于该时钟的闪烁速率会随着温度和能量源等环境条件改变，因此新成果有望为可感知环境信息的多种传感器奠定基础。
领导该项研究的是美国加州大学圣地亚哥分校的生物工程学教授Jeff Hasty。据Hasty介绍，新时钟的本质是大肠杆菌中的一个遗传振荡器。它的核心部分是遗传网络的一个负反馈回路，包括了细胞制造出信使RNA和制造出功能蛋白质之间两分钟的时间延迟。除此之外，新系统中还存在一个正反馈回路，来让时钟更加有规律和有活力。
利用特殊设计的微流平台，研究人员精确控制了单个大肠杆菌细胞的环境条件，并监控了其内部的基因功能振荡。结果表明，设计回路中的振荡具有显著的活力和持久性，几乎每个细胞在观测过程中都展现出了大幅度的荧光闪烁。同时，研究发现，可以通过改变诱导剂水平和温度等，来对振荡周期进行调整。
Hasty表示，一种 “三步走”的合成生物学方法是他的系统生物动力学实验室工作的基础。具体说来，首先要提出对特定系统的计算模型，然后从模型中开发出设计标准，最后构建出基于标准的基因网络，并且检验这些网络是否符合模型预测。该方法最大的特点在于，它先将一种想法编入计算模型中，然后利用模型来生成设计标准。
下一步可能的工作方向是同步大量大肠杆菌的内部时钟，这样一个试管中的细胞就会一致地闪烁。
原文链接：http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature07389.html （任霄鹏/编译）
《科学新闻》 (2008年 12月 第2期 封面集锦)