用Smartwatch激活基因来控制胰岛素生产

绿色灯水稳压基因网络

这就是绿色光明基因网络的工作原理。信用:苏黎世

许多现代健身跟踪器和Smartwatches都具有集成的LED。排放的绿灯,无论是连续还是脉冲,都穿透皮肤,可用于测量在物理活动期间或在休息时测量穿着者的心率。

这些手表变得非常受欢迎。ETH研究人员的团队现在希望利用LED控制基因并通过皮肤改变细胞的行为来利用这种普及。该团队由Martin Fussenegger从Babel生物系统科学与工程系领导。他解释了对这一承诺的挑战:“人体细胞中没有自然发生的分子系统对绿灯作出反应,因此我们必须建立新的东西。”

来自SmartWatch的绿灯激活基因

Eth教授和他的同事最终开发了一个分子开关,一旦植入,可以通过智能手表的绿灯激活。

该开关与研究人员引入人体细胞的基因网络相关联。常规,它们使用HEK 293个细胞进行原型。根据该网络的配置 - 换句话说,它含有的基因 - 它可以在细胞暴露于绿光时立即产生胰岛素或其他物质。关闭灯光熄灭开关并停止该过程。

标准软件

随着他们使用标准的SmartWatch软件,研究人员不需要开发专用程序。在他们的测试期间,通过启动运行应用程序来转动绿灯。“现货手表提供了翻转分子开关的通用解决方案,”Fussenegger说。新模型发出光脉冲,甚至更适合保持基因网络运行。

然而,分子开关更加复杂。将分子复合物整合到电池的膜中并连接到连接件,类似于铁路托架的耦合。一旦发射绿灯,将突出到细胞中的组分被分离并且被传送到其触发产生胰岛素的基因的细胞核。当绿灯熄灭时,分离的件重新连接其配对膜中的配对。

用可穿戴物控制植入物

研究人员通过将适当的细胞植入它们并像背包一样捆绑智能手表,在猪肉外皮和活小鼠上进行测试。打开手表的运行计划,研究人员打开了绿灯以激活级联。

“这是第一次使用市售的智能电子设备进行操作首次,被称为可穿戴物,因为它们直接佩戴在皮肤上,”Eth教授说。大多数手表都发出了绿灯,实际基础是潜在的应用程序,因为没有必要用户购买特殊设备。

然而,根据Fussenegger的说法,这项技术似乎不太可能进入临床实践至少还有十年。在该原型中使用的细胞必须由用户自己的细胞替换。此外,该系统必须在批准之前通过临床阶段,意思是主要监管障碍。“迄今为止,只有很少的细胞疗法被批准,”Fussenegger说。

参考:“智能手表编程绿光经常控制治疗转基因”,Mansouri M,Hussherr M-D,Strittmatter T,Buchmann P,Xue S,Camenisch G,Fussenegger M,6月7日,6月7日,自然通信
DOI:10.1038 / S41467-021-23572-4

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