美國和意大利科學(xué)家合作，首次使用人的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(lèi)蛋白質(zhì)的活動(dòng)，有望用于個(gè)性化癌癥治療并監控轉錄因子的活動(dòng)。相關(guān)研究發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會(huì )會(huì )刊》。

    轉錄因子是生命的主控開(kāi)關(guān)，控制著(zhù)人類(lèi)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(diǎn)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(shù)的基礎是科學(xué)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(xué)的弗朗西斯科·里奇表示，探測轉錄因子活動(dòng)的所有信息已被編入基因組中，而且當處于受激狀態(tài)時(shí)，這數千個(gè)不同的轉錄因子會(huì )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(diǎn)來(lái)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(kāi)關(guān)”（由RNA或蛋白制成、可改變形狀的分子）來(lái)監測環(huán)境。這些“分子開(kāi)關(guān)”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(huán)境。

    該研究團隊受到這些天然納米傳感器的啟發(fā)，用DNA而非蛋白質(zhì)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(jìn)行了調整，將其編入分子開(kāi)關(guān)中，當這些DNA序列與其目標結合時(shí)，這些分子開(kāi)關(guān)就會(huì )變成熒光。科學(xué)家們能用這樣的納米傳感器，通過(guò)簡(jiǎn)單測量熒光強度來(lái)直接確定細胞內轉錄因子的活動(dòng)。

    領(lǐng)導該研究的美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校的艾歷克西斯·亞利-波利瑟納解釋道，科學(xué)家們主要通過(guò)細胞編程技術(shù)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(dòng)，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(gè)轉錄因子被激活，哪個(gè)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(xué)圣芭芭拉分校博士后安德魯·伯翰稱(chēng)，此前已有多個(gè)實(shí)驗室研發(fā)出了閱讀轉錄因子的方法，不過(guò)，最新方法更方便快捷。科學(xué)家們無(wú)需花費數小時(shí)將蛋白質(zhì)從細胞中提取出來(lái)，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(lái)監測數千個(gè)轉錄因子的活動(dòng)，以幫助科學(xué)家們更好地理解細胞分裂和發(fā)育機制。