人類(lèi)機體由數萬(wàn)億個(gè)細胞組成，微型計算機能夠通過(guò)接受來(lái)自外部環(huán)境的信號來(lái)完成多種復雜的行為；如今合成生物學(xué)家們就能夠對活細胞進(jìn)行工程化操作來(lái)通過(guò)將其基因轉變成為可編程的回路從而實(shí)現對細胞的控制；近日一項刊登在國際雜志NatureBiotechnology上的研究報告中，來(lái)自波士頓大學(xué)的研究人員通過(guò)研究提出了一種新型的簡(jiǎn)化平臺，這種平臺能夠更加快速有效地對哺乳動(dòng)物細胞進(jìn)行靶向作用，并且將其編程為一種特殊的遺傳回路。

　　研究者WilsonWong教授說(shuō)道，合成生物學(xué)家們試圖去解決的問(wèn)題就是我們如何讓細胞制定決策并且設計一種新型策略來(lái)使得這種決策成為我們所要的那種；基于特殊的遺傳回路，我們利用了一種完全不同的設計方法開(kāi)發(fā)出了一種新型框架，來(lái)對特殊的細胞類(lèi)型進(jìn)行靶向作用，并且使其能夠完成不同類(lèi)型的計算，最終或許就能夠用來(lái)設計新方法來(lái)促進(jìn)組織工程學(xué)、干細胞研究以及診斷領(lǐng)域的創(chuàng )新性研究。

　　從歷史學(xué)上來(lái)講，對遺傳回路進(jìn)行工程化操作的靈感來(lái)自于電子電路設計，而遺傳回路能夠利用轉錄因子遵循相類(lèi)似的方法，但實(shí)際上這其中存在很多困難，因為研究者很難預測一種全新的遺傳代碼，而對哺乳動(dòng)物細胞進(jìn)行研究或許也是一項非常棘手的工作，因為哺乳動(dòng)物的細胞是一個(gè)多變的環(huán)境，其能夠表現出高度復雜的行為。

　　這項最新研究中，研究者Wong利用DNA重組酶進(jìn)行研究，這種酶類(lèi)能夠切割并且黏貼DNA序列片段，從而就能夠允許對細胞和其行為進(jìn)行更多的靶向性操作，研究者所開(kāi)發(fā)的平臺名為“BLADE”（BooleanlogicandarithmeticthroughDNAexcision，通過(guò)DNA切割進(jìn)行的布爾邏輯和運算），其指的是細胞被重編程所利用的計算機語(yǔ)言，以及被重編程后所實(shí)現的計算結果；這種新型平臺能夠幫助研究者在一種流線(xiàn)型的設備上利用不同的信號或輸入語(yǔ)言來(lái)控制輸出或細胞的行為。

　　研究者BenjaminWeinberg指出，從本質(zhì)上來(lái)講，在平臺BLADE的幫助下，我們就可以在哺乳動(dòng)物細胞中完成任意組合的計算，雖然在當前的研究中我們無(wú)法構建出所需的細胞特殊行為，但我們想要闡明的是，利用該平臺我們就能夠構建出所需要的回路來(lái)實(shí)現所要尋找的細胞行為。這項研究中，研究人員利用BLADE平臺成功構建出了100多個(gè)回路樣本，Weinberg表示，研究者們能夠有意識地構建出具有復雜功能的復雜回路來(lái)闡明這種設計的可能性，其中就包括對人類(lèi)細胞編程來(lái)添加或者減少細胞的數量，目前我們已經(jīng)將設計計劃上傳到了一個(gè)開(kāi)放的在線(xiàn)資源庫中，以便其他研究者能夠下載該工具在其研究中進(jìn)行使用；后期研究者將會(huì )繼續優(yōu)化該技術(shù)，并且插入某些軟件程序使得該平臺更加便于使用，同時(shí)他們還計劃利用該平臺深入探索其在醫療診斷領(lǐng)域的應用。

　　最后研究者Wong說(shuō)道，在BLADE平臺被開(kāi)發(fā)之前，任何一個(gè)回路都需要花費多年來(lái)構建，為了使其能夠功能化運行，我們還需要利用反復試驗法來(lái)確保其能夠按照我們的想法“工作”；研究者Wong從事合成生物學(xué)研究已經(jīng)15年了，他從未看到過(guò)能夠利用該平臺進(jìn)行第一次嘗試就能夠構建出一種復雜的回路，基于該研究結果，本文的研究者們非常激動(dòng)，后期他們還希望進(jìn)行更為深入的研究來(lái)繼續利用BLADE平臺進(jìn)行更為深入的探索研究。