“细胞程序员”的新花样

深圳先进技术研究院最近有个大消息,研究团队弄出来个叫“细胞程序员”的玩意儿。这就好比给细胞装上了导航仪,能按照预设好的规则,让一个普通的细胞自动变成多种不同的子细胞,还能精准控制它们的比例和顺序。 以前调控细胞行为也不是不行,就是太粗糙了,而且一旦细胞种类变多,系统立马就变得复杂得不行。要想让细胞既会分化又能按比例分化,这一直是大家头疼的大难题。这回研究团队算是搞明白了,他们搞出了一套引导细胞做“分叉选择”的装置,就像安上了红绿灯。当诱导信号一来,细胞就会根据不同的指示牌走不同的路,最后变成两种不一样的命运。 实验结果表明,这套装置在细菌、酵母甚至哺乳动物细胞里都管用。更厉害的是,那两类子代细胞的比例不是瞎蒙的,而是有规律地保持在一定范围内。为了让调控更精准,团队一直在优化这套系统,最后把比例范围给撑到了0.1%到99.9%,简直就像个“细胞调色盘”,想要多少比例的细胞就调多少。 不光能调比例,团队还搭了个数学模型来预测最终结果。这就意味着以前靠瞎试的时代要过去了,细胞分化现在是“可设计、可预测”的了,这正是定量合成生物学的拿手好戏。 在这个平台的基础上,大家又开始搞一些新花样。研究人员设计了个“菌群调色板”,让祖细胞变成不同颜色的子细胞,通过调节比例就能调出从深紫到亮橙的各种颜色效果。后来他们又用这个平台去分解纤维素,让不同的子细胞各司其职。 这套东西不光能把细胞分出来,还能让它们像工人们那样分工合作。这次研究算是把多细胞系统中那个很关键的“细胞分化比例”给掰成了可预测、可计算、还能设计的东西。这给造活体材料、类器官或者搞智能生物制造都提供了新的路子。责任编辑是宋同舟。