人工基因線路的實際應用

計算機芯片是各種電器中不可缺少的核心設備，控制著電器的各種功能，同時帶來“智能化”的響應。與之類似，人工基因線路作為各種合成生物學應用的可編程控制組件，往往能夠實現一些傳統技術難以實現的、“智能化”的控制方式。

在腫瘤治療領域，CAR-T?技術已經展現出了有目共睹的治療效果，但也在?T?細胞激活水平調節、靶向特異性、信號通路調控等方面存在提升的空間。針對這些問題，波士頓大學的?Wong?課題組提出了一種新型的?CAR-T?設計方案——“SUPRA CAR”，被諸多科技媒體稱為新一代的?CAR-T?療法，引起了廣泛關注。SUPRA CAR?方案通過將?CAR-T?固定式的細胞外?scFV?單鏈抗體與細胞內?CD3z?信號結構域拆分為由亮氨酸拉鏈（Leucine-Zipper）這種通用結構連接的兩部分，分別實現了對兩部分的模塊化設計和可編程性，為人工基因線路設計創造了可能。基于該方案設計的人工基因線路能夠對多種抗原信號產生邏輯響應，并且調控不同免疫細胞類型的信號通路。通過合適的線路設計，還實現了調節?T?細胞激活反應強度，以減輕治療的副作用。

此外，在代謝工程領域，人工基因線路也展現出了“智能化”控制的潛力，提供了更好的解決方案。基于細菌群體感應功能設計的人工基因線路能夠根據細菌數量對目的基因表達進行動態調節，使對細菌生長有負面影響的基因在細菌達到一定數量之后再表達，規避了傳統發酵過程中微生物生長和發酵產物生產的矛盾，實現了對發酵過程“先生長，再生產”的動態調控，同時也避免了使用昂貴的誘導劑。

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