华东理工大学最新创新 “绿色基因”调控技术-大学|基因

　　华东理工大学13日宣布，最新一期国际权威学术期刊Nature methods发表了华东理工大学药学院杨弋教授课题组独立完成的研究论文《Spatiotemporal control of gene expression by a light-switchable transgene system(利用一个光调控的基因表达系统在空间和时间上调控基因的表达)》，实验工作由王雪、陈显军两位博士生共同完成。

　　据介绍，杨弋教授课题组利用合成生物学的方法，成功开发出一种简单、稳定、容易使用的光调控基因表达系统。由于该系统有很好的应用前景，目前已经申请了专利。

　　该系统称为LightOn系统，由一种光调控的转录因子和含有目的基因的转录单元构成。在蓝光存在的情况下，转录因子能够迅速被激活，从而启动目的基因的转录与表达。该系统不仅具有诱导表达效率高、背景低、激活快、表达量可调节等普通诱导表达系统具有的优点，还能够使人们获得前所未有的在时间和空间上的高精度、可逆地控制目标基因的表达水平，既没有污染、没有残留物，又绿色环保。

　　同时在生物工程产品生产方面，使用光作为诱导剂来调控生命体的各种新陈代谢活动，无污染排放，无化学残留物，是一种绿色的技术。课题组利用该系统在小鼠活体内进行实验，实现了红色荧光蛋白在小鼠肝脏的指定区域的光控表达。与此同时，课题组还用光来控制胰岛素的表达与分泌，成功地将患有I型糖尿病小鼠的血糖降到较低水平。

　　在基因治疗方面，该系统可以精确地定位、定量、定时控制治疗性基因的表达，从而可以避免治疗不足或者治疗过度，这是传统方法做不到的；不仅可以广泛应用于生命科学领域研究，LightOn系统可以精确地定位、定量、定时控制功能基因的表达，可为复杂生物学的问题解析提供有力的研究工具；还将为糖尿病等人类疾病提供一种在时间和剂量上精确控制的基因治疗新途径。

　　光遗传学与合成生物学都是最近几年刚刚兴起的前沿生物领域。光是自然界中最普遍最易获得的物质之一，相对于传统的化学小分子诱导剂来说，光诱导剂不仅成本低廉容易获取，而且还能够在时间和空间上精确调控，因此利用光作为诱导剂来调控生命体的各种新陈代谢活动是生物学家们一直在追求的目标。如果使用化学药物，然而以往采用化学小分子调控等的方法，由于技术的复杂性与局限性，不仅存在排放问题，而且从产品中去掉这些药物也存在很多问题，因而很少得到应用。

　　《Nature Methods》是方法学领域的国际权威刊物。这篇关于LightOn系统的论文，是我国科学家在该杂志发表的首篇论文。由于该研究的重要性， 《Nature Methods》杂志还对杨弋教授进行了专访，并将在同期的“The Author File”栏目刊出了该发现的背景故事。

　　这也是该课题组继2011年10月在Cell Metabolism(IF：18.2)期刊发文以来，再次在国际权威学术期刊上发表合成生物学领域研究论文。(记者许婧)