研究：新工具有助在细胞内建造“智能电路”

美国赖斯大学的研究团队近日宣布，他们针对生物细胞内的磷酸化过程开发出一套新工具，用于人工合成生物“智能电路”，使细胞对外界信号作出合适的快速响应，从而帮助诊断和治疗癌症、自身免疫疾病等复杂疾病。

磷酸化是指在蛋白质或其他生物分子上添加一个磷酸基团，改变其性质。磷酸化在多种重要生理过程中起到关键作用。细胞接收到环境信号时，会通过一连串复杂的磷酸化反应作出最终响应，包括分泌特定物质、表达特定基因等。

细胞的蛋白质磷酸化信号网络就像一个复杂电路，输入的物理或化学信号经过放大和转换处理，变成代谢、基因调控等输出信号。模仿其功能在细胞内建造可调控的生物“电路”，在疾病诊疗方面有巨大应用潜力。

磷酸化信号网络具有模块化性质，可以区分为一些基本单元，每个单元包含相对独立的反应循环，单元之间相互连接。赖斯大学的团队在新一期美国《科学》杂志上发表论文说，他们利用这种特性合成出可调控的单元，并以新的方式连接这些单元，成功实现了与天然磷酸化过程相似的功能。

在实验中，研究人员合成出能感知肿瘤坏死因子-α的电路，它发现T细胞释放出这种细胞因子后，会迅速建立抗炎症的控制回路，以抑制T细胞的活性，将相关细胞因子维持在低水平。该电路验证了新工具的灵敏性和有效性，并可帮助对抗免疫系统过于活跃导致的自身免疫疾病。