NatureNews Published online 14 January 2009 Kerri Smith 人造的節律器保持哺乳動物細胞內的時間。 瑞士的科學家們設計了一種基因電路當作人造的「時鐘」插入哺乳動物的細胞內， 並且利用它來控制螢光蛋白的變化。 這個包含把基因插在一起以產生電路的方法並不存在於自然中， 可以讓科學家們某天製造人工的細胞節律，以在準確的時間點釋放藥物。 它也幫助科學家們瞭解自然「規律」，例如那些控制我們清醒與睡眠的循環。 瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的Martin Fussenegger解釋： 「我們藉由計時裝置想像並思考，為了能夠更了解它，我們已經設計了一個接近自然規律 但是是由人造的零件所組成的人工節律」 這樣的細胞計時器已經在細菌內部的細胞運作著，但是在更複雜的哺乳動物細胞內， 基因網路被證實難以設計。 Fussenegger及同事設法使轉換螢光蛋白的生產開關的細胞放在倉鼠卵巢內， 並保持循環運作超過20個小時。 製造訊息 如同先前的方法，實驗者們得到了基因轉錄過程的優勢，其中由於一個基因訊息之後轉 譯成蛋白質。每個基因實際上都由兩段互補的DNA所組成。如果一個基因被向前解讀 ─被稱為訊息轉錄('sense' transcription)─然後正常的產生出蛋白質； 但是若換個情況，互補的區段被轉錄─稱為反義(antisense)─而沒有任何蛋白質產生。 此電路由許多基因密碼的片段所組成，讓其順序性及之後的反義轉錄被表現出來。 這個電路也包含一連串製造綠色螢光蛋白的動作，使得實驗者容易得知 電路是否有在細胞內運作。 電路的起始程序製造出一種被稱為tTA的蛋白質，此蛋白質有兩種功能：一為啟動基因， 使其製造綠色螢光蛋白；而另一個基因則製造出不同的複合物，被稱為PIT。 PIT的功能是當tTA製造到幾乎都不剩時，用來停止tTA的製造。 而tTA的缺乏也意味著PIT再也不製造了，並隨著tTA的再次開始製造，讓整個循環重新 啟動。 實驗者也可以「哼」出節律器：插入愈多基因磁帶，把電路轉譯為節律器的頻率也會增加 ；反之則減少。他們的研究結果被刊登在《Nature》上。 時間工具 標準化節律器並且干涉之，使得科學家們領悟到大自然的規律是如何運作的。 「大自然的組件問題在於，他們本來就是複雜的，並且固定於一個周而復始的系統，」 麻省理工學院的Jeff Gore如此說著，他也曾研究過類似的主題， 「使用人工系統你就可以知道發生了甚麼事。」 這樣的電路可能在未來有醫療方面的潛力－例如管理人體內特定的蛋白質或藥物的量。 「我們一直夢想著讓節律器去顯現其中一種蛋白質，例如胰島素，並且讓它每六小時顯 現一次，」Fussenegger這麼說著。「以至於我們擁有的節律器可能不只是一個定時裝置， 同時也是分子的製造系統。」 Gore也提醒我們這些應用還很遙遠－但是這篇報告及其他近年來的研究在這片領域上 大為進步，「在它完成前，你無法真的宣稱你瞭解了它。」他這麼說著。 文章出處：http://www.nature.com/news/2009/090114/full/news.2009.23.html --

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