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科学研究：用细胞搭建生物电路
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科学研究：用细胞搭建生物电路
图片来源：Pixabay
细胞是构成人体最基本的单元，一项最新的研究或许可以让科学家把细胞当作原材料，开展一些既新颖又有趣的尝试。
卡尔·戴瑟洛斯（Karl Deisser-oth）是美国斯坦福大学的精神病学家兼生物工程师，在今年3月的《科学》杂志上，他所在的团队发表了一项研究，报道了如何使特定的细胞表面产生载电或阻电聚合物。这项工作有望让研究人员在未来使用细胞建造大规模的结构，或者改善假肢与大脑之间的连接。
图片来源：Pixabay
从中期来看，这项技术在生物电疗领域有一定的应用前景，因为它可以用于传递治疗性的电脉冲。
长期以来，研究人员专注于研究如何在避免损坏周围组织的同时，向生物体内引入导电或阻电聚合物。毕竟刺激特定的细胞（比如干预癫痫发作）比向整个机体注入药物精确得多，而后者会引发大量副作用。
不过，目前引入生物电的方法依然有很多缺点，例如现有手段无法对细胞加以区分，只能直接作用于大量细胞。
这项全新的技术利用病毒将目标基因传递给特定类型的细胞，并诱导它们在表面产生Apex2酶。这种酶会激发前体分子和细胞间的过氧化氢发生化学反应，进而使前体分子融进靶细胞上的聚合物中。
凯文·奥托（Kevin Otto，并未参与这项研究）是美国佛罗里达大学的生物医学工程师，曾在《科学》上与合作者发表了关于这项研究的评论。他说：“该研究的创新之处在于，将多个新兴领域集中在一个案例中，在活体组织内利用合成生物学组装导电聚合物，并使细胞相互连接，这一点非常新颖。”
研究人员分别在啮齿动物脑细胞、人工培养的脑细胞和蠕虫中测试了整个过程，并监测了细胞的功能。他们还向活鼠的大脑内注射了相关成分，以此证明这种方法的安全性。
图片来源：Pixabay
评论提到，这项研究提高了刺激神经元的精确度，这将为改善抑郁症或治疗帕金森病奠定基础。它还能精确地锁定那些向大脑传递信息的细胞，而这有可能为截肢者佩戴的假肢赋予知觉。
戴瑟洛斯看到了这项研究更广阔的应用前景。他说：“我们能够通过基因定位，在特定的细胞体内构建结构，因此能够只在目标细胞内建造我们需要的东西。这非常令人兴奋，也具有很广阔的前景。这是对基本科学问题的探索：我们能做什么？我们能在生物体内利用它们的结构复杂性构建什么？”
不过，这项技术目前仍然面临一些障碍。奥托说：“对于在人体内开展基因治疗，还存在一些监管上的障碍。”另外，这项技术的耐久性，以及在更高级物种中的可行性也有待进一步验证。
撰文：西蒙·梅金（Simon Makin）
翻译：马晓彤
文章来源：环球科学
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图片来源：Pixabay
细胞是构成人体最基本的单元，一项最新的研究或许可以让科学家把细胞当作原材料，开展一些既新颖又有趣的尝试。
卡尔·戴瑟洛斯（Karl Deisser-oth）是美国斯坦福大学的精神病学家兼生物工程师，在今年3月的《科学》杂志上，他所在的团队发表了一项研究，报道了如何使特定的细胞表面产生载电或阻电聚合物。这项工作有望让研究人员在未来使用细胞建造大规模的结构，或者改善假肢与大脑之间的连接。
图片来源：Pixabay
从中期来看，这项技术在生物电疗领域有一定的应用前景，因为它可以用于传递治疗性的电脉冲。
长期以来，研究人员专注于研究如何在避免损坏周围组织的同时，向生物体内引入导电或阻电聚合物。毕竟刺激特定的细胞（比如干预癫痫发作）比向整个机体注入药物精确得多，而后者会引发大量副作用。
不过，目前引入生物电的方法依然有很多缺点，例如现有手段无法对细胞加以区分，只能直接作用于大量细胞。
这项全新的技术利用病毒将目标基因传递给特定类型的细胞，并诱导它们在表面产生Apex2酶。这种酶会激发前体分子和细胞间的过氧化氢发生化学反应，进而使前体分子融进靶细胞上的聚合物中。
凯文·奥托（Kevin Otto，并未参与这项研究）是美国佛罗里达大学的生物医学工程师，曾在《科学》上与合作者发表了关于这项研究的评论。他说：“该研究的创新之处在于，将多个新兴领域集中在一个案例中，在活体组织内利用合成生物学组装导电聚合物，并使细胞相互连接，这一点非常新颖。”
研究人员分别在啮齿动物脑细胞、人工培养的脑细胞和蠕虫中测试了整个过程，并监测了细胞的功能。他们还向活鼠的大脑内注射了相关成分，以此证明这种方法的安全性。
图片来源：Pixabay
评论提到，这项研究提高了刺激神经元的精确度，这将为改善抑郁症或治疗帕金森病奠定基础。它还能精确地锁定那些向大脑传递信息的细胞，而这有可能为截肢者佩戴的假肢赋予知觉。
戴瑟洛斯看到了这项研究更广阔的应用前景。他说：“我们能够通过基因定位，在特定的细胞体内构建结构，因此能够只在目标细胞内建造我们需要的东西。这非常令人兴奋，也具有很广阔的前景。这是对基本科学问题的探索：我们能做什么？我们能在生物体内利用它们的结构复杂性构建什么？”
不过，这项技术目前仍然面临一些障碍。奥托说：“对于在人体内开展基因治疗，还存在一些监管上的障碍。”另外，这项技术的耐久性，以及在更高级物种中的可行性也有待进一步验证。
撰文：西蒙·梅金（Simon Makin）
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