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本报讯 美国科研人员研制出一种高效的分子“开关”，能够可逆控制哺乳动物基因的开启和关闭，控制基因的表达水平，将对生物学过程和疾病相关基因的研究的精确度提高到一个更高的水平。相关内容刊登于最近的《Cell》杂志上。
美国波士顿大学的研究人员称，控制基因表达的三种传统技术都有局限性。遗传学技术使“敲除”变得不可逆，因此研究基因在发育过程不同时间点的功能变得很困难。利用小分子的方法不能完全阻断靶蛋白的表达。RNA干扰（RNAi），利用小RNA阻断mRNA功能的技术，只是部分阻断表达，而且经常阻断与靶基因序列相似的基因的表达。
此研究采用一种合成生物学方法，将这三种技术的主要元件整合为一个基因调控系统。尽管这三种方法单独使用时，只能部分阻断基因的表达，但整合后会将表达降低到可忽略不计的水平。
当此开关关闭，系统表达一种抑制蛋白，将靶基因维持在关闭状态。小发卡RNA（shRNA）提供了第二道关卡，阻断漏网之“靶基因”。
“开关”能够被一个小的化学诱导物打开。诱导物会关闭抑制蛋白的表达，打开另一种阻断shRNA基因的抑制蛋白。两道关卡都被打开后，目的基因得以表达，mRNA得以翻译。完全开启或者关闭的整个过程需要3天时间，但某些效果在几小时内便“显而易见”。
“用这种开关技术可以控制一个在发育晚期表达的目的基因，”研究人员说，“你会希望能够在发育的关键阶段将其关闭，在另一阶段将其打开。而现有技术
无法实现将其完全关闭，除非将此基因彻底敲除。”
他们利用几种实验室培养的细胞系，在几种基因上检测这种系统。在以表达白喉毒素A片段(DTA)的细菌基因为靶基因的检测中，DTA的表达受到紧密调控：一个DTA分子足以杀死细胞，但胞内无DTA的细胞却不受任何影响。
此开关的关键优势在于，能够通过定量控制诱导物分子的表达而精确控制靶基因的表达水平，而且是可逆性控制。由于其模块性质，此开关能够对任何目的基因进行控制。比如，能够用组织特异的启动子研制新的动物模型。这种系统能够被实验室以外的研究采用，可能为递送基因试剂提供一种自动防故障途径。
信息来源：中国医药报
本站编辑：张静
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