可调节的遗传“时钟”可能会改善生物技术策略

帝国科学家已经研究出如何微调蜂窝钟，这可能会优化药物，生物燃料和其他化学品的生产。在遗传学中，振荡器是生物学“时钟”，它以规则的时间间隔表达某些关键基因。这种振荡器存在于生命的各个领域，从细菌到人类 - 它们的节律是细胞分裂和新陈代谢等基本过程的核心。

振荡器可以通过外部线索进行操纵。例如，昼/夜循环影响控制褪黑激素释放的基因，在夜间增加其水平以诱导和维持嗜睡。

科学家越来越多地向工程细胞提供基因振荡器，帮助他们控制药物，生物燃料和其他化学物质的释放。然而到目前为止，难以分别控制振荡的频率和振幅。

现在，伦敦帝国理工学院的研究人员对Cell Systems进行的一项研究表明，通过调整所需的振幅和频率，可以更好地控制遗传振荡。

这可以通过减少基因保持“开启”的时间来减少细胞的“预算”资源，从而减少能量负担和细胞中有毒化合物的积累。这将简化生产药物，生物燃料和其他化学品的过程，使操作更加高效和高效。

来自帝国生物工程系的主要作者Guy-Bart Stan博士说：“我们已经证明，可以独立调整基因钟的幅度和频率，使我们能够更好地控制其输出。”

解开节奏

目前，宿主细菌细胞经遗传改变以表达控制所需蛋白质表达的基因。遗传振荡器是合成生物学中构建的第一批生物电路，已经用于各种应用，但到目前为止，科学家们一直无法在不影响频率的情况下改变幅度，反之亦然。

研究人员使用计算机建模来揭示当前遗传振荡器中振幅和频率之间的联系，并在此基础上提出了独立控制振幅和频率的新设计原则。

这些新设计的遗传时钟可以帮助构建更复杂的药物传递遗传网络，甚至可以引入个性化的医学元素。

第一作者，来自生物工程系的Marios Tomazou博士说：“我们的研究结果可以帮助我们制造在特定时间生效的药物，具体取决于对特定患者的益处。这种方法可以使药物更有效，同时减少任何一方永远“开启”造成的影响。“

接下来，研究人员将从计算机模型到实验室测试的概念进行测试，以测试它是否在实际环境中工作。

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