一項新研究報告稱，科學(xué)家已經(jīng)證明，人類基因可以用電控制，這一突破可能為可穿戴設(shè)備鋪平道路，這些設(shè)備可以對基因進(jìn)行編程，以進(jìn)行醫(yī)療干預(yù)。

在一項新的實驗中，研究人員能夠通過“電遺傳”界面發(fā)送電流來激活目標(biāo)基因，從而觸發(fā)人體細(xì)胞中胰島素的產(chǎn)生。這種界面的未來應(yīng)用可以通過直接用電控制人類DNA來提供治療劑量，以治療包括糖尿病在內(nèi)的各種疾病。

目前，人們對醫(yī)療可穿戴設(shè)備的興趣呈爆炸式增長，這是以健康為中心的便攜式技術(shù)，如健身追蹤器、生物傳感器、血壓監(jiān)測儀和便攜式心電圖設(shè)備。智能可穿戴設(shè)備已成為許多醫(yī)生和患者的必備工具，促使研究人員繼續(xù)開發(fā)收集醫(yī)療數(shù)據(jù)甚至進(jìn)行醫(yī)療干預(yù)的新平臺。

現(xiàn)在，由ETH zrich的分子生物學(xué)家黃金波領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們發(fā)明了一種電池供電的界面，他們稱之為“直流驅(qū)動調(diào)節(jié)技術(shù)”，或DART，可以通過電流觸發(fā)特定的基因反應(yīng)。根據(jù)周一發(fā)表在《自然》雜志上的一項研究，黃和他的同事將該設(shè)備描述為“一個飛躍，代表了可穿戴設(shè)備在不久的將來控制基因的缺失環(huán)節(jié)”。

研究小組在研究中說:“電子系統(tǒng)和生物系統(tǒng)的運(yùn)作方式截然不同，由于缺乏功能性的通信接口，它們在很大程度上是不相容的?！薄吧锵到y(tǒng)是模擬的，由基因編程，通過進(jìn)化緩慢更新，并由流經(jīng)絕緣膜的離子控制，而電子系統(tǒng)是數(shù)字化的，由易于更新的軟件編程，由流經(jīng)絕緣導(dǎo)線的電子控制?！?/p>

研究人員補(bǔ)充說:“電子設(shè)備控制基因表達(dá)的電遺傳學(xué)接口仍然是實現(xiàn)電子和基因世界完全兼容和互操作性道路上缺失的一環(huán)?！?/p>

考慮到這一點，研究小組的目標(biāo)是在我們的“模擬”DNA和構(gòu)成數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)的電子系統(tǒng)之間建立直接聯(lián)系。模擬DNA是控制地球上所有生物生命周期的生物字母表。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的同一小組最初證明了基因可以被電激活，這是2020年發(fā)表的一項研究的一部分。這種新的改良設(shè)計通過將人類胰腺細(xì)胞植入1型糖尿病小鼠體內(nèi)，簡化了最初的設(shè)計。然后，研究人員使用電刺激針灸針來打開與調(diào)節(jié)胰島素劑量有關(guān)的確切基因，胰島素是治療糖尿病所必需的一種激素。結(jié)果，模型小鼠的血糖濃度恢復(fù)到正常水平。

黃和他的同事說，這種哺乳動物基因表達(dá)的電子微調(diào)為“基于可穿戴的電控基因表達(dá)奠定了基礎(chǔ)，有可能將醫(yī)療干預(yù)與身體或物聯(lián)網(wǎng)連接起來”。

“雖然我們選擇DART控制的胰島素生產(chǎn)進(jìn)行概念驗證，但將DART控制與各種生物制藥的原位生產(chǎn)和劑量聯(lián)系起來應(yīng)該是直截了當(dāng)?shù)模痹搱F(tuán)隊總結(jié)道?！拔覀兿嘈藕唵蔚碾娺z傳學(xué)接口，如DART，將模擬生物系統(tǒng)與數(shù)字電子設(shè)備功能互連，為未來各種基于基因和細(xì)胞的治療帶來了巨大的希望。”