专访清华大学谢震,人工合成基因线路技术在Nature子刊发表

医疗健康 来源:测序中国
2015
02/04
15:11
测序中国 医疗健康

2015年2月2日,《自然.化学生物学》(Nature Chemical Biology)发表清华信息科学与技术国家实验室(筹)谢震课题组与麻省理工学院Ron Weiss课题组共同完成的题为“Modular construction of mammalian gene circuits using TALE transcriptionalrepressors”的研究论文。该研究报道了在哺乳动物细胞中利用TALE转录抑制子模块化拼装合成基因线路的研究方法。鉴于本研究是哺乳动物合成生物学领域内一项突破性技术进展,测序中国对文章的通讯作者,清华大学谢震研究员做了独家专访。

首先祝贺您研究组的工作能够被《自然?化学生物学》杂志认可并发表,您在合成生物学领域已取得了很多出色的成果,那么合成生物学在医疗健康方面将会有哪些应用?

谢震博士:现代合成生物学是一门新型交叉学科,其核心是以工程化理念,设计、改造、优化生物系统,突破自然体系的限制,实现合成生物体系在化学品、新材料 制造、医学、农业、环境等领域的应用,并帮助理解生命现象的本质。合成生物学将很有可能像基因工程一样,开创现代生物技术产业2.0的发展。近几年,合成生物学在概念理论、方法技术方面取得了显着的进展。在医药健康方面,利用合成生物学技术生产的青蒿素、食品致病菌的检测已经开始应用。此外,很多医药公司也开始关注并利用合成生物学技术手段,开发新型疫苗、病原菌和疾病体外诊断方法、基因治疗和癌症靶向治疗方法。

这项研究中提到的合成基因路线是什么含义,它在目前主要存在哪些问题?

谢震博士:合成基因线路是指经过人工设计的、由不同功能的生物分子和基因元件组成的自动控制装置。我们可以把合成基因线路理解成人工设计的生物分子信号通路或者功能基因簇,在导入活细胞后,感受、整合、处理分子信号,行使特定生物功能。目前,大多数在哺乳动物细胞中运行的合成基因线路往往是通过使用有限的基因元件和昂贵、低效的“尝试-错误”的方法构建,因而限制了在哺乳动物细胞中构建复杂基因线路的能力。因此,如何研发一个功能定义良好的合成基因元件库和相应的计算模拟方法,简化哺乳动物合成基因线路设计,提高构建和优化效率是目前关注的一个研究热点。

您的研究团队是如何实现合成基因路线的?

谢震博士:我们课题组与MIT的Ron Weiss课题组一起成功构建了TALE(转录激活子类似因子)抑制子文库,共包含26种正交的、可逆的TALE转录抑制子(TALER),并新设计了能够与其结合的合成启动子,通过两者相结合形成对转录起始关键性因子的空间位阻,抑制基因转录。此外,我们还尝试了利用输入/输出转移函数,预测由单个TALER组成的基因级联线路和基因开关线路功能,发现预测的结果和实验结果有较高的相关性,说明了利用TALER基因元件模块化拼装合成基因线路的可行性。

那么,基因开关如何控制?

谢震博士:我们设计的基因开关由两种相互抑制的TALER组成。并且,我们利用外源表达的shRNA或内源表达的microRNA分别抑制两种不同TALER的基因表达,从而达到控制基因开关状态切换的目的。这就像一个“分子跷跷板”,压制一端,另一端就会翘起。已有研究报道的合成基因开关都是由小分子诱导物控制,这是第一次报道利用shRNA或者microRNA控制基因开关。

利用microRNA控制基因开关有什么优点呢?

谢震博士:MicroRNA是一类21~23个碱基的微小RNA分子。在哺乳动物细胞中,几乎所有的细胞功能都有不同种类的microRNA参与。已有研究发现在很多类型的癌细胞中,不同种类的microRNA表达量与正常细胞中的表达量差别很大,可以做为区分癌细胞与正常细胞的分子标志物。在本项研究中,我们选择了一种子宫颈癌细胞系(HeLa细胞系)做为体外实验模型,尝试了利用TALER基因开关做为microRNA的感应器,感应在HeLa细胞中过量表达的microRNA,我们发现TALER基因开关可以提高对HeLa细胞的分类精确度。

您能够概括说明这项研究的重要意义么?

谢震博士:我们通过构建的正交、可逆的TALE转录抑制子,不仅为构建模块化合成基因线路、实现可编程的哺乳动物细胞操作提供了合成基因元件库,也将成为揭示转录和转录后调控原理的有力研究工具。

任何优秀成果都来之不易,相信您的团队在完成该课题过程中也付出了艰辛的努力,加班熬夜也应该是常事,但令您印象最深刻的是什么?

谢震博士:是的,这是我们项目组全体成员三年来共同努力的结果。大家都放弃了很多节假日,熬夜更是常事。此外,清华大学、清华信息国家实验室在人员和设备配置方面也给予了很大支持和便利,保障了项目的顺利进行。

注:谢震 清华信息科学与技术国家实验室研究员,麻省理工学院生物工程系的Ron Weiss教授是该论文的共同通讯作者。麻省理工学院博士生李寅青(Yinqing Li),原清华信息科学与技术国家实验室研究助理蒋云、实习生陈赫是该论文的共同第一作者。该项工作得到了北京市自然科学基金委、科技部973项目、青年千人计划、清华自主科研项目、清华信息国家实验室的资助。

来源:测序中国

为你推荐

182家单位入围2025年人工智能医疗器械创新任务揭榜挂帅,都有哪些项目资讯

182家单位入围2025年人工智能医疗器械创新任务揭榜挂帅,都有哪些项目

近日,工信部办公厅 与国家药监局综合和规划财务司公布2025年人工智能医疗器械创新任务揭榜挂帅入围单位。

2026-01-21 10:32

上海医药iNKT细胞注射液获批临床试验资讯

上海医药iNKT细胞注射液获批临床试验

1月20日,上海医药集团股份有限公司发布公告称,下属上海医药集团生物治疗技术有限公司自主研发的“B023细胞注射液”收到国家药品监督管理局核准签发的《药物临床试验批准通知书...

2026-01-20 16:49

蚂蚁阿福升级PC端,面向医生群体上线 DeepSearch功能资讯

蚂蚁阿福升级PC端,面向医生群体上线 DeepSearch功能

今日,蚂蚁阿福升级其 PC 端,并上线DeepSearch(深度搜索)功能打造中国版“Open Evidence”,免费为医生、医学生及基层医疗工作者等泛医学人士提供专业服务。蚂蚁阿福 PC...

2026-01-20 15:56

可突破血脑屏障,FDA受理非小细胞肺癌创新药上市申请资讯

可突破血脑屏障,FDA受理非小细胞肺癌创新药上市申请

近日,美国生物医药公司Nuvalent宣布,美国FDA已受理其为zidesamtinib递交的新药申请(NDA)

2026-01-20 11:41

国内首张海外版药品价格证明开出资讯

国内首张海外版药品价格证明开出

1月13日,北京药企获得了中国药品价格登记系统开出的国内第一张海外版药品价格证明。

文/通讯员 何一凡 记者 张煜 2026-01-20 09:23

核药创新再破局!远大医药TLX591-CDx国内NDA获受理资讯

核药创新再破局!远大医药TLX591-CDx国内NDA获受理

远大医药(0512 HK)再度传来核药重大利好——公司用于诊断前列腺癌的创新放射性核素偶联药物(RDC)TLX591-CDx向国家药监局递交的新药上市申请(NDA)已获受理。

2026-01-19 21:29

eCTD验证软件更新V1.1.0版,3月1日起,V1.0版及配套操作手册将不再适用资讯

eCTD验证软件更新V1.1.0版,3月1日起,V1.0版及配套操作手册将不再适用

本次更新内容主要包括新增原料药申请验证规则,调整PDF文件书签、超链接和文件大小验证规则、完善部分文字描述等。

2026-01-19 14:18

阿斯利康获得西比曼靶向GPC3细胞疗法剩余50%的全球权益资讯

阿斯利康获得西比曼靶向GPC3细胞疗法剩余50%的全球权益

1月16日,西比曼生物科技宣布与阿斯利康达成协议,后者将收购西比曼在中国对C-CAR031的开发和商业化权益的50%份额,由此阿斯利康将获得C-CAR031在全球范围内开发、生产和商业化...

2026-01-19 13:19

2025年国民经济数据:16—59岁人口85136万人,占全国人口的比重为60.6%;60岁及以上人口32338万人,占全国人口的23.0%资讯

2025年国民经济数据:16—59岁人口85136万人,占全国人口的比重为60.6%;60岁及以上人口32338万人,占全国人口的23.0%

全年出生人口792万人,人口出生率为5 63‰;死亡人口1131万人,人口死亡率为8 04‰;人口自然增长率为-2 41‰。

2026-01-19 11:41

2026年1月14日起,均适用《Q8、Q9和Q10问答(R5)》国际人用药品注册技术协调会指导原则资讯

2026年1月14日起,均适用《Q8、Q9和Q10问答(R5)》国际人用药品注册技术协调会指导原则

自2026年1月14日起开始的相关研究,均适用《Q8、Q9和Q10问答(R5)》。

2026-01-19 11:24

国家医保局全力部署支持中国药械“走出去”战略资讯

国家医保局全力部署支持中国药械“走出去”战略

1月17日,国家医疗保障局在北京召开医保药品器械(集采)交易与价格平台支持中国药械“走出去”座谈交流活动。

2026-01-18 13:21

糖尿病治疗1类创新药奥洛格列净胶囊获批资讯

糖尿病治疗1类创新药奥洛格列净胶囊获批

1月16日,国家药监局官网信息显示,近日,国家药品监督管理局批准宜昌东阳光长江药业股份有限公司申报的1类创新药奥洛格列净胶囊(商品名:东泽安)上市,该药适用于改善成人2型...

2026-01-17 23:20

CDE:中药复方制剂新药研发人用经验收集整理技术指导原则(试行)资讯

CDE:中药复方制剂新药研发人用经验收集整理技术指导原则(试行)

人用经验是“三结合”中药注册审评证据体系的重要环节。如何产生可评价的人用经验、怎样收集整理人用经验数据,对于筛选确定临床有效处方、合理利用人用经验支持后续研发及决策...

2026-01-16 21:09

强生医疗科技签署战略合作协议,深化神经介入本土创新布局资讯

强生医疗科技签署战略合作协议,深化神经介入本土创新布局

与畅医达合作再升级,加速创新颅内介入解决方案惠及中国患者

2026-01-16 10:53

赛诺菲连续六年荣登“中国杰出雇主”榜首资讯

赛诺菲连续六年荣登“中国杰出雇主”榜首

以系统化人才战略,构筑面向未来的组织能力

2026-01-16 10:37

国家药监局:3月1日起,化学药品和生物制品全面实施药品电子通用技术文档申报资讯

国家药监局:3月1日起,化学药品和生物制品全面实施药品电子通用技术文档申报

在受理审查环节,对采用eCTD方式申报的药品注册申请单独排队,3日内完成受理审查。

2026-01-15 22:57

国家医保局再发布两起行贿案例资讯

国家医保局再发布两起行贿案例

继发布《医药咨询服务企业涉商业贿赂案》和《党某海犯非国家工作人员受贿罪案​》后,国家医保局再次发布《慈某龙行贿案》和《重庆康荣医疗设备有限公司涉商业贿赂案》。

2026-01-15 11:49

因美纳推出“十亿细胞图谱”,加速人工智能与药物发现资讯

因美纳推出“十亿细胞图谱”,加速人工智能与药物发现

该图谱将以空前规模用于遗传靶点验证与 AI 模型训练

2026-01-14 20:14

阿斯利康收购AI制药公司Modella AI资讯

阿斯利康收购AI制药公司Modella AI

美东时间,本周二,阿斯利康在摩根大通医疗保健大会上宣布,已收购总部位于波士顿的Modella AI,这是首次有大型制药公司全面吸收一家专业人工智能公司。

2026-01-14 17:21

甘李药业甘精胰岛素获欧盟上市许可,将于赛诺菲同台竞争资讯

甘李药业甘精胰岛素获欧盟上市许可,将于赛诺菲同台竞争

1月14日,甘李药业盘后发布公告,甘李药业股份有限公司及其欧洲全资子公司甘李药业欧洲有限责任公司(Gan & Lee Pharmaceuticals Europe GmbH,以下简称“甘李欧洲”)于近...

2026-01-14 16:52