拜罗伊特大学的研究人员建立了一种新的光遗传学方法，可以使用蓝光在 mRNA 水平上控制细菌蛋白质的产生。新系统特别有效地控制遗传物质的激活，从而超越了以前的方法。它为基础研究和生物技术提供了新的工具。

光遗传学是指通过光来调节生物过程，例如基因表达，即激活特定基因。因此，光遗传学为生物技术和“治疗诊断学”(治疗和诊断的结合)提供了一种有前途的方法。它使控制细胞中蛋白质的产生成为可能。

除了为进一步的基础研究和生物技术应用提供工具外，拜罗伊特研究人员的研究成果还为利用光对基于 RNA 的细胞过程进行总体控制带来了重大进展。该结果可用于构建控制细菌和哺乳动物细胞内 RNA 活性和状态的基因电路。

该研究结果发表在《核酸研究》杂志上。

迄今为止，光遗传学方法几乎完全基于激活 DNA 转录为 mRNA(信使 RNA)。然而，拜罗伊特大学光生物化学小组的研究更进一步：研究人员建立了一种新的光遗传学方法，称为 riboptoregulator，利用蓝光在 mRNA 水平上激活细菌基因表达。

在mRNA水平控制基因表达的优点包括响应速度快、模块化和与其他遗传回路的可组合性。

由 Andreas Möglich 教授领导的团队使用了几年前他们就发现的光感受器 PAL。在用蓝光激活后，PAL 可以结合特定的 RNA 结构并在所谓的翻译起始区域释放阻断。负责将 mRNA 翻译成蛋白质的核糖体停靠在此区域。一旦 PAL 释放阻断，mRNA 就可以被翻译。

“我们利用了核糖体调节器模块的模块化，并将其与其他基因电路相结合，建立了新的 pAurora2 系统。由此产生的集成装置以特别严格的方式控制细菌对蓝光的基因表达，并超越了以前的方法，”Möglich 说。

pAurora2 系统之所以如此有效，是因为它能在两个点上促进基因表达。首先，pAurora2 解除了对 mRNA 链上靶基因翻译的阻断;其次，该系统能抑制翻译抑制因子的表达。这样，靶基因的表达可提高 1,000 倍以上。

“这种RNA水平的调节带来了许多优势，未来可以用于光调节细菌基因表达在治疗诊断学、生物技术或材料科学中的现代应用，”这项研究的第一作者、当时光生物化学研究小组的博士后Américo Ranzani博士说。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：