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研究人员将磁性引入非磁性生物体

<p>为了更好地理解诱导磁化的基础生物学,来自哈佛大学和哈佛医学院的Wyss生物启发工程研究所的研究人员在生长酵母时诱导了非磁性生物的磁性,研究人员引入了一种蛋白质,铁蛋白,并被击倒另一种蛋白质ccc1的表达导致细胞的磁性水平比补充铁的野生型大约高三倍磁场遍布全球,但很少有生物能够感知它们事实上,这些少数磁性生物体是如何产生的如蝴蝶和蜜蜂,获得它们的磁性仍然是生物学未解之谜之一现在,利用合成生物学的工具,哈佛大学和哈佛医学院的Wyss生物启发工程研究所的研究人员已经对非磁性生物体产生磁性:酵母由于他们使用了共同的细胞途径,研究结果表明这种磁性可以在许多类型的细胞中实现,用于各种工业,医学和研究应用</p><p>研究结果发表在2月28日的PLoS生物学杂志中“自然界中的磁性是一种独特而神秘的生物学功能,很少有生命系统利用, “首席研究员Pam Silver,HMS的生物化学和系统生物学教授Elliott T和Onie H Adams说道</p><p>”因此,尽管磁性酵母可能听起来像是一种好奇心,但它实际上是利用这种自然现象并将其应用于所有人的非常重要的第一步</p><p>各种重要的实际目的“Silver的团队采用了工程方法第一作者,HMS的系统生物学研究员Keiji Nishida,首先在含有铁的培养基中培养酵母酵母细胞接收元素并将其储存在称为液泡的细胞容器中通过放置在培养下的磁铁,西田看到酵母细胞变得有点磁性“我们使用了设计,建筑,工程师的测试周期,“Silver说,他也是Wyss研究所的核心教员</p><p>”它有效,但我们想让它变得更好我们采用合成生物学的地方“合成生物学的工具操纵天然生物学指令,例如基因或细胞信号由于构成生物有机体的指令在自然界中并不存在,新的生物学被认为是“合成的”为了改善磁化酵母,Nishida使用了两种合成生物学工具:他引入了一种蛋白质,铁蛋白与铁结合,防止其对细胞产生毒性</p><p>他还击倒了另一种蛋白质ccc1的表达,ccc1将铁带入细胞的空泡中“我们建造的细胞最终在其线粒体中形成磁性铁晶体,不是酵母通常放铁的地方,“西田说,他们也表现出比野生型更多的三倍高的磁性水平铁银和西田也寻找可能有助于磁性的基因他们筛选了不同基因的酵母集合,这些基因被敲除了影响磁性的突变体他们专注于调节细胞如何储存铁的铁稳态基因,以及调节如何调节细胞的氧化应激基因细胞使用铁它们在一个基因上归零:TCO89增加水平的磁性,而降低的水平使其下降进一步的实验表明,为了增加磁性,TCO89蛋白必须与TORC1相互作用,TORC1是一种调节细胞代谢的蛋白质复合物TORC1是高度保守,意味着它的形式和功能从酵母到更先进,甚至是人类细胞相似“这表明其他细胞可能同样被磁化,”Silver说这种能力可能有很多应用在工业环境中,磁化可能是在过程中分离细胞的一种方法“通常需要吸出细胞高产品或污染生物处理器,“Silver说组织工程师可以引导细胞在支架上自行分层</p><p>随着其他合成生物学工具的应用,临床医生有一天可能会使用通过生长或愈合来响应磁场的细胞,或植入可通过磁共振成像跟踪的磁干细胞 “这项研究是一个可以用来设计生物学的设施的例子,”Silver说,他想象类似的方法可以用来模仿其他不寻常的自然现象“生物学是有机化学大约80年前的地方现在我们已经知道了关于可以从化学中接替的生物学“合成酵母也可能有助于研究自然界中的磁性虽然西田和银可能无法直接研究天然磁性细菌 - 但它在实验室中表现不佳 - ”我们拥有我们自己的私人进化系统,“西尔弗说”这可能是也可能不是人为的,但它是一个起点,使我们能够研究这种现象的可演化性“来源:伊丽莎白道格蒂,哈佛医学院图片:

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