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《Science》UCSD團隊發明「剪刀石頭布」基因迴路技術 延長抗癌藥物釋放時效

2019.09.06 環球生技雜誌 / 記者 吳培安 編譯

《Science》UCSD團隊發明「剪刀石頭布」基因迴路技術 解決延長抗癌藥物釋放時效。(圖片來源: Amy Cao graphic, copyright UC Berkeley)

《Science》UCSD團隊發明「剪刀石頭布」基因迴路技術 延長抗癌藥物釋放時效。(圖片來源: Amy Cao graphic, copyright UC Berkeley)

今(6)日,美國加州大學聖地牙哥分校(UCSD)的生物工程研究團隊發表一套名為「剪刀石頭布」(rock-paper-scissors, RPS)的動態合成生物學系統,能夠延長基改抗癌細菌的基因迴路(gene circuits)壽命,進而增加釋放抗癌藥物的時效。這項研究成果發表在《Science》。

過去基因迴路的應用研究上,大多一次只用一種基改細菌品系,但在研究團隊的RPS系統中,科學家引入三種大腸桿菌品系。它們之間的相互制衡關係如同「剪刀石頭布」,一旦其中一種品系突變,另一種就會取而代之,讓科學家得以在不干擾迴路運作的條件下,從外部控制它們的動態平衡。

2016年8月,UCSD Jeff Hasty博士與其研究團隊和麻省理工學院(MIT)團隊在《Nature》上發表了一套新的抗癌方法,透過將能夠製造藥物的合成細菌送到腫瘤所在位置增殖。

這種合成細菌會在成長到一定規模後,會自動進入自毀(self-destruct)程序,且每次會有少量的細菌存活下來,再次增殖。透過限制細菌的族群量,科學家能夠降低藥物對健康組織的影響。不過,這樣的迴路設計經常因細菌發生突變而失去功能。

研究第一作者Michael Liao表示,過去基因迴路一旦失去功用,就無法再重新來過。我們的研究則是透過實證、而不只是理論,展現了另一種在基因突變條件下持續重啟基因迴路的方法。

Hasty和其他兩位合作者共同創立了GenCirq的公司將他們的研究成果推向臨床,若研發順利,也有機會應用在癌症治療、移除汙染的生物修復(bioremediation)、生物生產(bioreproduction)等面向上。

2017年,MIT盧冠達(Timothy Lu)博士的研究團隊開發一套應用及閘(AND gate)概念的合成基因迴路,讓免疫系統偵測到兩種特定生物標記時才會攻擊癌細胞,增加攻擊腫瘤的精準度。

 

參考資料:

https://www.fiercebiotech.com/research/applying-rock-paper-scissors-gene-circuit-to-cancer-therapy

文章分類 國際快訊

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