科學家次用ＤＮＡ合成出納米傳感器

據美國物理學家組織網9月7日報道，美國和意大利科學家合作，次使用人的DNA（脫氧核糖核酸）分子制造出納米生物傳感器，其能快速探測數千種不同的轉錄因子類蛋白質的活動，有望用于個性化癌癥治療并監控轉錄因子的活動。相關研究發表于《美國化學學會會刊》。

轉錄因子是生命的主控開關，控制著人類細胞的命運。轉錄因子的作用是閱讀基因組并將其翻譯成指令，指導組成和控制細胞的分子的合成，它有點像細胞的“設置鍵”，新傳感器的主要工作是閱讀這些設置。

新技術的基礎是科學家們對細胞內天然生物傳感器的研究成果。參與研究的羅馬第三大學的弗朗西斯科·里奇表示，探測轉錄因子活動的所有信息已被編入基因組中，而且當處于受激狀態時，這數千個不同的轉錄因子會依附于特定的目標DNA序列中，因此，可使用這些序列作為起始點來構建新的納米傳感器。

從細菌到人，所有生物都使用“生物分子開關”（由RNA或蛋白制成、可改變形狀的分子）來監測環境。這些“分子開關”的誘人之處在于：它們很小，足以在細胞內“辦公”，而且非常有針對性，足以應付非常復雜的環境。

該研究團隊受到這些天然納米傳感器的啟發，用DNA而非蛋白質或RNA合成出了新的納米傳感器。他們將三種天然DNA序列（每種能識別出不同的轉錄因子）進行了調整，將其編入分子開關中，當這些DNA序列與其目標結合時，這些分子開關就會變成熒光。科學家們能用這樣的納米傳感器，通過簡單測量熒光強度來直接確定細胞內轉錄因子的活動。

領導該研究的美國加州大學圣芭芭拉分校的艾歷克西斯·亞利-波利瑟納解釋道，科學家們主要通過細胞編程技術改變某些轉錄因子的濃度，將干細胞變成特定的細胞。新傳感器能監測轉錄因子的活動，因此可確保干細胞被正確地重新編程。它也能確定病人癌細胞中的哪個轉錄因子被激活，哪個被抑制，以便醫生對癥下藥。因為其能直接在生物樣本體內工作，因此，它也能用于篩選和測試抑制腫瘤的新藥。

參與此項研究的加州大學圣芭芭拉分校博士后安德魯·伯翰稱，此前已有多個實驗室研發出了閱讀轉錄因子的方法，不過，新方法更方便快捷。科學家們無需花費數小時將蛋白質從細胞中提取出來，只需將傳感器直接放入細胞中，測量熒光強度即可。這種傳感器可用來監測數千個轉錄因子的活動，以幫助科學家們更好地理解細胞分裂和發育機制。
科學家次用ＤＮＡ合成出納米傳感器