News Release 

在活细胞中用基因工程制造的电活性物质

American Association for the Advancement of Science

据一份新的报告披露,通过将合成生物学和材料科学进行融合,研究人员以基因学手段在活体动物中诱使特定神经元群在细胞构造内制造电子-组织复合物。这种新方法或能在活体系统中创建形形色色的复杂及功能性的合成结构与物质。与光遗传学(即用激光脉冲来调节转基因神经元的行为)类似,新兴的生物电子医学领域力图用电刺激来产生细胞或器官特异性效应。许多细胞和组织(特别是神经元)会对电场作出反应,而电刺激已被证明会影响多种细胞活动。其临床应用范围包括从舒缓截肢后疼痛到组织再生。然而,尽管目前的方法会用结合到膜上的导电聚合物来改变细胞的电学性质及其对电刺激的反应,但他们常会影响大量、多样的细胞群或脱靶组织成分,从而产生不良的副作用。迄今为止,还没有方法能够整合具有细胞类型特异性的电活性聚合物,并因而能够更加有针对性地利用电场和刺激—这种能力可显著提高生物电子医学的治疗潜力。利用活细胞复杂而强大的生物合成机器,Jia Liu和同事推出了首个基因靶向的化学组装法。Liu等人设计了一种酶,它在表达后可指示以基因为标靶的神经元合成电活性聚合物,并将其组装到其质膜上,从而有效地改变特定细胞群的电属性。这种具针对性的方法可用于对体内神经元特性以及可自由移动的秀丽隐杆线虫的特定行为进行生物电子操纵而不会损害这些细胞的天然功能。Kevin Otto 和Christine Schmidt在相关的《视角》文章中写道:“未来的研究将寻求通过调节部分神经活动以展示用于有趣的科学及转译应用的对这些元素的长期整合。”

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