細胞內核糖體數量有限,插入的合成電路勢必會與宿主細胞爭奪有限資源。如果核糖體數量不足,要么電路失靈,要么細胞死亡,大多數情況是兩者都有可能發生。
研究人員開發出一套細胞基本資源動態分配系統,可同時滿足合成電路生產和宿主細胞正常生存需要。往細胞中添加合成電路,它們就能變成抗生素等藥物生產的微型工廠,為醫療保健領域開辟了廣闊空間。
利用反饋控制回路工程(feedback control loop)原理,當合成電路需要更多核糖體時,這款 “核糖體動態分配”系就就會減少宿主細胞供應,將核糖體分配給合成電路,反之亦然。
華威大學工程學院生物工程教授、華威綜合合成生物中心(WISB)的Declan Bates評價:
“合成生物學使我們更容易地操縱細胞,以便解決現如今面臨的許多重要挑戰——從制造新藥到尋找新生物燃料和材料。在這個項目中,我們看到了計算機工程學原理在活細胞上的巧妙應用。”
薩里大學醫學與健康科學學院教員、合成生物學講師José Jiménez表示:
“選擇性地操縱細胞功能的最終目的是理解生物學的基本原理。通過了解細胞運作機制、測試細胞的進化制約因素,我們就能更有效地制造工程細胞,改善生物工程領域具體應用。”
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