生物编码语言可以更容易地破解活细胞

2017-08-01 06:37:51

Zoonar GmbH / Alamy Stock By Andy Coghlan摆弄生活变得更加轻松使用简单的符号语言设计DNA电路的工具使编程活细胞与编写计算机代码一样简单该工具使用称为Verilog的现有语言,芯片设计人员使用该语言来设计电子电路我们的想法是使编程单元更像编程计算机 “我们采用与设计电子芯片相同的方法,”麻省理工学院的Chris Voigt说 “过程中的每一步都是相同的 - 只是不是将电路映射到硅,而是映射到DNA”合成生物学旨在使细胞可以作为可以设计和编程的机器来处理通过改变微生物的天然DNA,可以使其执行特定的任务,例如产生药物或改变颜色以检测血液中的病毒可以交换的现成基因部分使这更容易,但它仍然是一个艰苦的过程这就是Verilog的用武之地.Verilog是一种符号语言,可让您以简写的方式指定电子电路的功能 - 无需担心底层硬件 - 然后自动将其转换为详细设计 Voigt的团队意识到他们可以对DNA电路做同样的事情他们的系统名为Cello,采用Verilog设计并将其转换为DNA接线图这被送到一台机器,它产生一串编码指定功能的DNA然后可以将DNA插入微生物中 Voigt和他的同事设计并测试了60个电路 - 其中45个在第一次尝试时完美运行其中一个是有史以来最大的生物电路,有7个逻辑门和12,000个单位长的DNA链 “大提琴将允许合成生物学家更多地关注他们希望自己的微生物做什么,而不是如何让他们去做,”德克萨斯州休斯顿莱斯大学的马修贝内特说他说,这也降低了那些没有生物学专业知识的人进入的障碍合成生物学已经承诺了很多年的应用程序随着编程单元比以往任何时候都更容易,Voigt相信很多人都在指日可待他说:“我们正处于将工程细胞视为治疗应用工厂的尖端,例如像酸奶一样被消耗的细菌,以在肠道中产生促进健康的物质” Brian van der Brug /洛杉矶时报通过Getty Voigt和他的同事正在研究植物根部的细菌他们正试图给它们从大气中清除氮的基因,并使其成为植物的肥料(PNAS,doi.org / bdtr)该团队希望其他人使用Cello来制造他们自己的细菌,并且他们已经在互联网上免费提供该工具例如,石油公司可以开发清理漏油的智能漏洞 “你可以通过激活一种降解油的酶来加载一种能够响应油的传感器,”他说 Ginkgo BioWorks的Christina Agapakis也认为主要的受益者将是那些不一定具有生物学专业知识的企业 “随着有机体工程的制作过程变得更容易,更便宜,更可靠,新应用的更多机会将在不同的行业中开放,”她说对于斯坦福大学的Drew Endy来说,这项工作再次证明了合成生物学将如何变得司空见惯 “我希望生物学程序员比电子计算机程序员更常见,”他说 “不是每个人都有电脑甚至手机,但每个人都有生物学”期刊参考:Science,10.1126 / science.aac7341关于这些主题的更多信息: