麻省理工的科學家們使用一種簡單的計算機程式設計語言，成功 “黑進”了活體細胞中，并對細胞的功能做出了輕微的修改。有了這樣的基礎，任何人都能輕松地為活體細胞寫入新的功能，從農業到醫藥，都有它的用武之地。
人們可以用計算機程式設計出人造dna，并将其嵌入大腸埃希氏菌中。在特定的條件下，如酸堿度、葡萄糖、光線和溫度等條件發生變化時，電路的開關就會被啟動，并且該過程能夠實作“私人定制”。
合成生物學是一個新的研究領域，即我們可以通過人為的操縱改變微生物的功能，如生産材料、吃掉廢棄物、甚至精确地将藥物送到人體内特定的地點等。
該團隊設計的電路之一包含7個步驟，據稱是目前規模最大的生物電路。改良過的大腸埃希氏菌可以用來治療一些常見疾病，如乳糖不耐症等。
新浪科技訊 中原標準時間4月6日消息，據國外媒體報道，科學家發明了一種足以使合成生物學發生革命性變化的新方法，使得我們對活體細胞的控制能力向前躍進了一大步。隻需使用一種簡單的計算機程式設計語言，科學家就能“黑進”一個活體細胞中，并對細胞的功能做出輕微的修改。
有了這樣的基礎，任何人都能輕松地為活體細胞寫入新的功能，讓它們執行各種各樣的任務。通過改變模仿實體電路的“dna電路”的基因結構，美國的生物工程師們成功地改寫了細菌的“編碼”，根據環境因素改變了它們的功能。
就像編寫計算機軟體一樣，科學家可以使用一種基于文本、并轉移到細胞dna中的程式設計語言，為細胞編入新的功能。“這就像是為細菌設計的程式設計語言，”麻省理工的一名生物工程師克裡斯托弗·沃格特教授（christopher voigt）說道，“你可以先像用計算機程式設計一樣，使用文本語言，然後對其進行編輯，讓文本轉化為放入細胞中的dna序列，電路就可以在細胞内部流通了。”
合成生物學是一個新的研究領域，即我們可以通過人為的操縱改變微生物的功能，如生産材料、吃掉廢棄物、甚至精确地将藥物送到人體内特定的地點等。通過生成dna電路，生物工程師們可以讓細胞按照特定的環境因素，遵循一系列邏輯步驟。
例如，如果周圍的ph值降到了特定水準以下，一個基因開關就會啟動，進而加速某種特定蛋白質的分泌，如胰島素等。運用到實際當中，這意味着隻要增加細胞周邊環境的酸性，就可以促進胰島素的分泌。
麻省理工的研究團隊使用一種名為verilog的程式設計語言，設計了一些邏輯電路，然後使用一種名叫cello的系統，将其編入合成的dna環狀分子（又名質粒）中。接下來，他們利用目前向微生物中添加新基因的技術，将這些人造質粒嵌入到大腸埃希氏菌中。
這一方法非常簡單，即使在基因方面毫無經曆的人也可以設計出人造電路，隻需使用一個負責将計算機代碼轉換成基因功能代碼的網絡程式，就能設計出一個電路，為細胞增添新的功能。
“你可以對它的原理一無所知，但依然能照用不誤，這就是這種方法的特别之處。”沃格特說道，“你可能隻是一名高中生，隻需在網絡伺服器上寫出你想要的程式，它就能自動轉化為dna序列。”
在實驗中，這支麻省理工的研究團隊根據一連串實驗結果，設計出一系列邏輯門，分别通往不同的路徑，并将其成功寫入了dna中，并轉移進了大腸埃希氏菌的細胞裡。
這些電路能夠檢測出不同的成分，如氧氣、葡萄糖，還有光線、溫度、酸堿度及其它環境條件等。此外，這一過程還可以實作“私人訂制”，使用者可以向其中加入其它功能。該團隊設計的電路之一包含7個步驟，據稱是目前規模最大的生物電路。
細胞會同時接收到多個輸入源，是以主要的挑戰在于，設計出的電路在細胞内部不能對彼此造成幹擾。雖然該系統是專為大腸埃希氏菌設計的，但該研究團隊表示，他們正在計劃對使用的程式設計語言稍加改動，好用在其它細菌身上，如在人類内髒中找到的細菌等。
“建造這些電路本來可能要花上很多年工夫。但現在你隻需要按下按鈕，就能立刻得到一段dna序列、并用它進行測試了。”沃格特教授說道。
原文釋出時間為：2016-04-08
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