赢者通吃的合成基因回路过程为疾病治疗开辟了新的途径

由亚利桑那州立大学的一个生物工程师团队开发的一种将合成基因电路插入宿主细胞的新方法，对提高一系列疾病治疗的有效性具有广泛的意义。

合成生物学是一个跨学科的研究领域，它利用工程学原理来创造自然界中不存在的生物成分。这些合成成分模仿自然进化的生物体，但是为对抗包括癌症在内的疾病而定制的。

一篇最近发表在自然通讯，“赢者通吃的资源竞争重定向级联细胞命运的转变，”概述了如何基因电路可以重新配置，这样它们就不会压倒宿主细胞。

亚利桑那州立大学生物与健康系统工程学院助理教授田晓军解释说:“我们像乐高积木一样将电路连接在一起，并将它们插入宿主细胞。”“链中的电路被设计成执行不同的功能，但它们必须相互竞争细胞的功能有限的资源．"

对资源的竞争一直是一个挑战合成生物学领域自成立20年来。“我们会发现，一个基因链中的一个基因回路会消耗宿主细胞90%的可用资源，只剩下10%的基因回路。”

田的团队设计了一种方法，将单个基因电路插入到多个共同工作的宿主细胞中。每个细胞执行特定的功能，消除不必要的资源竞争宿主细胞．田说:“每个单元都可以完成100%的分配工作量，而不是分割资源。”“宿主细胞作为一个连接的单元运行，而不会耗尽任何一个细胞的资源——每个基因回路都成为赢家。”

这项技术具有广泛的意义癌症治疗未来将应用于其他疾病。90%的癌症死亡是由于转移-癌细胞扩散到身体的其他部位。然而，治疗耐药性仍然是癌症治疗中的一个主要问题。

田教授说:“肿瘤肿块中有许多不同种类的细胞。“一些细胞对化疗有反应，而另一些则没有治疗耐药性．

新的多任务合成基因电路配置可以首先防止细胞转移，同时使它们更容易接受治疗。”

田解释说，多细胞合成电路将是治疗癌症的一种更有效的方法。

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