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研究：新工具有助在细胞内建造“智能电路”

2025-01-06 16:22 新华网 责任编辑：陈曦

新华社北京1月6日电 美国赖斯大学的研究团队近日宣布,他们针对生物细胞内的磷酸化过程开发出一套新工具,用于人工合成生物“智能电路”,使细胞对外界信号作出合适的快速响应,从而帮助诊断和治疗癌症、自身免疫疾病等复杂疾病。

磷酸化是指在蛋白质或其他生物分子上添加一个磷酸基团,改变其性质。磷酸化在多种重要生理过程中起到关键作用。细胞接收到环境信号时,会通过一连串复杂的磷酸化反应作出最终响应,包括分泌特定物质、表达特定基因等。

细胞的蛋白质磷酸化信号网络就像一个复杂电路,输入的物理或化学信号经过放大和转换处理,变成代谢、基因调控等输出信号。模仿其功能在细胞内建造可调控的生物“电路”,在疾病诊疗方面有巨大应用潜力。

磷酸化信号网络具有模块化性质,可以区分为一些基本单元,每个单元包含相对独立的反应循环,单元之间相互连接。赖斯大学的团队在新一期美国《科学》杂志上发表论文说,他们利用这种特性合成出可调控的单元,并以新的方式连接这些单元,成功实现了与天然磷酸化过程相似的功能。

在实验中,研究人员合成出能感知肿瘤坏死因子-α的电路,它发现T细胞释放出这种细胞因子后,会迅速建立抗炎症的控制回路,以抑制T细胞的活性,将相关细胞因子维持在低水平。该电路验证了新工具的灵敏性和有效性,并可帮助对抗免疫系统过于活跃导致的自身免疫疾病。

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