當一群細胞與微生物“偶遇”時，微生物的DNA已被悄然讀取

日前，一項最新發表在《自然·通訊》期刊上的研究表示，布里斯托大學的科學家們已經開發出新的生物“閥門”部件。這些部件能夠塑造細胞過程沿 DNA 的流動，從而為信息如何在 DNA 中編碼以及構建可持續生物技術的新工具提供了全新的視角。

盡管肉眼看不見，但微生物對我們的生存來說是不可或缺的。它們使用 DNA 運作，通常被稱為“生命密碼”。但我們目前對如何解釋微生物的 DNA 序列缺乏完整的了解。

布里斯托爾生物科學學院的第一作者和博士生 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 為我們提供了了解底層代碼的窗口，但你仍然需要大量閱讀不同的 DNA 序列來了解它的實際工作原理。這有點像嘗試學習一門新語言，但只從一小段文本片段中學習。”

為了解決這個問題，布里斯托爾團隊專注于如何讀取 DNA 中編碼的信息，特別是如何控制細胞過程沿 DNA 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。

從大自然中汲取靈感，眾所周知，DNA 上的流動通常是復雜且相互交織的，該團隊專注于如何通過創建“閥門”來調節這些流動，以調節從 DNA 的一個區域到另一個區域的流動。

布里斯托大學資深作者兼皇家學會大學研究員 Thomas Gorochowski 博士說：“類似于控制液體流過管道速度的閥門，這些閥門塑造了分子過程沿 DNA 的流動。這些流動允許細胞理解存儲在其基因組中的信息，并且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時間。為了解決這個問題，該團隊采用了能夠并行快速組裝許多 DNA 部分的方法，以及基于“納米孔”的測序技術，使他們能夠同時測量每個部分的工作方式。

Gorochowski 博士補充說：“利用納米孔測序的獨特功能是解鎖我們有效設計生物瓣膜的能力所需的步驟。與其一次單獨構建和測試一對，我們可以在混合池中組裝和測試數千個，幫助我們分解他們的設計規則并更好地了解它們的工作原理。”

生物閥門部件的開發還可以用于調節細胞中的其他生物成分，為未來同時控制許多基因和復雜的基因組編輯開辟了道路。

該研究題為“Massively parallel characterization of engineered transcript isoforms using direct RNA sequencing”，于1月21日發表在Nature Communications期刊上。

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論文原文

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28074-5

標簽： DNA 生物信息流 細胞