布里斯託大學的科學家們已經開發出了新的生物部件，能夠沿着DNA塑造細胞過程的流動。這項工作現在發表在《自然通訊》雜誌上，為信息如何在DNA中編碼提供了一個新的視角，並為建立可持續的生物技術提供了新的工具。
儘管肉眼不可見，但微生物對我們的生存是不可或缺的。它們利用通常被稱為生命代碼的DNA進行運作。DNA編碼了許多可能對我們有用的工具，但研究人員目前對如何解釋DNA序列缺乏完整的了解。
研究第一作者、布里斯託大學生物科學學院的博士生Matthew Tarnowski說：“了解微生物世界是很棘手的。雖然用測序儀讀取微生物的DNA給我們提供了一個了解底層代碼的窗口，但你仍然需要讀取大量不同的DNA序列來了解它的實際運作。這有點像試圖學習一種新的語言，但只從一些小的文本片段中學習。”
為了解決這個問題，布里斯託大學研究團隊專註於如何讀取DNA中編碼的信息，特別是如何控制沿DNA的細胞過程的流動。這些生物信息流協調了細胞的許多核心功能，塑造它們的能力將提供一種指導細胞行為的方法。
該團隊從自然界中獲得靈感，眾所周知，DNA上的流動往往是複雜和交織的，他們專註於如何通過創建 “閥門”來調節這些流動，使其從DNA的一個區域流向另一個。
研究資深作者、布里斯託大學皇家學會大學研究員Thomas Gorochowski博士說：“類似於控制液體在管道中流動速度的閥門，這些閥門塑造了分子過程沿DNA的流動。這些流動使細胞能夠理解存儲在其基因組中的信息，而控制它們的能力使我們能夠以有用的方式重新編程它們的行為。”
設計新的生物部件通常會花費大量的時間。為了解決這個問題，該團隊採用了一些方法，使許多DNA部件能夠快速并行組裝，並採用了一種基於“納米孔”的測序技術，使他們能夠同時測量每個部件的工作情況。
Gorochowski博士補充說：“利用納米孔測序的獨特功能是釋放我們有效設計生物閥門的能力所需的步驟。我們不是每次單獨建造和測試一對，而是可以在一個混合池中組裝和測試數千個，幫助我們拉開它們的設計規則，更好地了解它們如何工作。”
作者繼續進一步展示了“閥門”如何被用於調節細胞中的其他生物成分，為未來同時控制許多基因和複雜的基因組編輯開闢了途徑。
展望未來，該團隊目前正在考慮如何負責任地使用這項技術。西班牙維戈大學后增長創新實驗室的傑出研究員Mario Pansera博士說：“現在他們已經精心製作了這些工具，一個大問題是如何在現實世界中負責任地、公平地使用它們。后增長企業家精神提供了有用的方法，可以想象出更加慎重和包容的方式，使這種技術為人們服務。”