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美科学家新设计出“基因开关”与“基因钟”
美国两个研究小组最近分别在英国《自然》杂志上撰文说，它们新设计出了简单的“基因开关”和“基因钟”，能分别以开关及定时的方式控制基因活性。这两项成果给生物工程操作提供了新工具，并有望在医学领域找到用途。
两个小组设计出的“基因开关”和“基因钟”，都是在大肠杆菌体内建造成功的。其中，波士顿大学加德纳及其同事制造出“基因开关”，是科学家们首次成功找到控制基因在“开”、“关”两个稳定状态间转换的办法。这一“开关”由一对互不相容的基因构成，两个基因各自产生的阻遏蛋白能分别将另一基因“关闭”，也就是说，当基因中有一个被激活时，另一基因则失去活性。
加德纳等在研究中发现，采取短暂的化学或温度信号刺激，即可使“基因开关”在“开”或“关”状态间跳转。他们还发现，由此获得的基因“开”、“关”状态最长能分别稳定保持20个小时以上，并能遗传给细菌后代。
研究人员指出，虽然这一结果是在大肠杆菌中实现的，但同样的原理也适用于包括人体细胞在内的其它生物体。该“基因开关”经改造后有望制成阈值可调节的生物传感器，从而能够做到以定量的“编程”方式控制基因的激活或抑制。这样的生物传感器在糖尿病等的治疗方面将有用武之地。譬如说，借助此类生物传感器，可在血糖升至特定数值时，自动促使人体合成胰岛素。
另外，美国普林斯顿大学科学家也在《自然》上介绍说，他们在大肠杆菌体内利用装配出的一个简单网络，成功地使大肠杆菌具备了“记时”功能。该“基因钟”由三个基因构成。这三个基因之间以一种循环的方式工作，每个基因能按次序抑制下一个基因的活性。研究人员将其中一个基因与绿色荧光蛋白质结合后，获得了按一定周期、有规律闪动的绿色荧光信号。该“基因钟”的寿命比大肠杆菌细胞的分裂周期更长，在遗传给其下一代后仍能继续起“钟”的作用。
科学家指出，虽然设计出的“基因钟”精度远不如生物体内的天然生物钟，但他们的研究证明，人为地在生物体内建造具有计时功能的基因网络是可能的。设计和研究类似的“基因钟”，将有助于加深理解生物卷内天然存在的基因网络的工作方式。
2000.03.24
家庭保健报
