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人工细胞产生部分病毒用于安全研究

科学家们在寻找更好的诊断测试、药物或疫苗来对抗一种病毒时,都必须从破译这种病毒的结构开始。当有问题的病毒是高致病性的,研究、测试或开发这些可能是相当危险的。Roy Bar-Ziv教授、Shirley Shulman Daube博士、Bar-Ziv实验室的前研究生Ohad Vonshak博士和现在的研究学生Yiftach Divon对这个障碍有了一个原始的解决方案。他们演示了人工细胞中病毒成分的产生。

这些电池是蚀刻在硅芯片上的微米大小的隔间。在每个隔间的底部,科学家们将DNA链固定在一起,将它们紧密地排列在一起。人造细胞的边缘覆盖着能捕获细胞内产生的蛋白质的受体。首先,科学家们在细胞中注入制造蛋白质所需的一切物质——读取DNA信息并将其转化为蛋白质所需的分子和酶。然后,在没有进一步人为干预的情况下,受体毯捕获了细胞底部产生的一种蛋白质,其余的病毒蛋白质相互结合,产生了科学家们早些时候在系统中“编程”的结构。在这种情况下,他们制造了一种病毒的不同小部分来感染细菌(噬菌体)。

“我们发现,”巴尔-齐夫说,“我们可以通过人造细胞的设计来控制组装过程——效率和最终产品。”这包括细胞的几何结构,以及基因的放置和组织。这些都决定了将产生哪些蛋白质,以及这些蛋白质组装后将产生什么。”

Vonshak补充道:“由于这些都是微型人造细胞,我们可以将大量的细胞放在一个芯片上。我们可以改变不同细胞的设计,这样不同的任务可以在同一芯片的不同位置执行。”

魏茨曼研究所开发的这一系统的特点——包括能够同时产生单一病毒的不同小部分——可以为全球科学家评估针对该病毒的测试、药物和疫苗提供一种新工具。迪维补充说:“而且因为人工部分——即使他们忠实地复制了病毒的部分——不包括使用真正的病毒,他们将自始至终都是特别安全的。”“另一个可能的应用,”舒尔曼·道贝说,“可能是开发一种芯片,可以快速有效地同时进行数千项医学测试。”

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