研究人員為智能手表注入分子開關(guān)或可激活基因 從而產(chǎn)生胰島素

來源:cnbeta

許多現(xiàn)代健身追蹤器和智能手表都集成了LED,它們發(fā)出的綠光,無論是連續(xù)的還是脈沖的,都能穿透皮膚,可以用來測量佩戴者在體育活動中或休息時的心率。這些手表已經(jīng)變得非常流行。一個研究團(tuán)隊現(xiàn)在想利用這種流行,在皮膚上使用LED來控制基因和改變細(xì)胞的行為。

該團(tuán)隊由巴塞爾生物系統(tǒng)科學(xué)與工程系的Martin Fussenegger領(lǐng)導(dǎo)。他解釋了這項工作的挑戰(zhàn),他表示人類細(xì)胞中沒有自然發(fā)生的分子系統(tǒng)對綠光作出反應(yīng),所以我們必須建立新的東西。

研究人員最終開發(fā)了一個分子開關(guān),一旦植入,就可以通過智能手表的綠光激活。該開關(guān)與研究人員引入人類細(xì)胞的一個基因網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。按照慣例,他們使用HEK 293細(xì)胞作為原型。根據(jù)它包含的基因,只要細(xì)胞暴露在綠光下,它就能產(chǎn)生胰島素或其他物質(zhì)。關(guān)掉光線會使開關(guān)失活,并停止這一過程。

由于他們使用了標(biāo)準(zhǔn)的智能手表軟件,研究人員沒有必要開發(fā)專用程序。在他們的測試中,他們通過啟動運(yùn)行中的應(yīng)用程序來打開綠燈。新的模型會發(fā)出光脈沖,這甚至更適合于保持基因網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。然而,分子開關(guān)更加復(fù)雜。一個分子復(fù)合物被整合到細(xì)胞的膜上,并與一個連接件相連,類似于鐵路車廂的聯(lián)接。一旦發(fā)出綠光,投射到細(xì)胞中的組件就會脫離,并被運(yùn)送到細(xì)胞核中,在那里觸發(fā)一個產(chǎn)生胰島素的基因。當(dāng)綠光熄滅時,分離的部件與嵌入膜中的對應(yīng)部件重新連接。

研究人員在豬皮和活體小鼠身上測試了他們的系統(tǒng),將適當(dāng)?shù)募?xì)胞植入小鼠體內(nèi),并像背包一樣綁上一個智能手表。打開手表的運(yùn)行程序,研究人員打開了綠燈,以激活級聯(lián)。然而研究人員表示,這種技術(shù)至少在十年內(nèi)似乎不太可能進(jìn)入臨床實踐。這個原型中使用的細(xì)胞將必須由用戶自己的細(xì)胞來替代。此外,該系統(tǒng)必須經(jīng)過臨床階段才能被批準(zhǔn),這意味著存在重大的監(jiān)管障礙。到目前為止,只有極少數(shù)的細(xì)胞療法得到批準(zhǔn)。

標(biāo)簽: 研究人員 智能手表 分子開關(guān) 基因 胰島素

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