研究人员无线攻击基因 这是重新编程人类基因组的一步

纽约州的水牛市-这些天似乎一切都是无线的。这包括重新编程人类基因组的努力。

水牛城一项由大学领导的新研究描述了研究人员如何在实验室培养的脑组织中无线控制FGFR1，这是一种在人类从胚胎到成人的发育过程中起关键作用的基因。

该研究的作者表示，操纵这种基因的能力可以导致新的癌症治疗方法，以及预防和治疗精神疾病如精神分裂症的方法。

这项工作由UB研究人员Josep M. Jornet、Michal K. Stachowiak、Yongho Bae和Ewa K. Stachowiak领导，在电气和电子工程师协会6月份的会议记录中报告。

它代表着向基因操纵技术迈进了一步，基因操纵技术可以颠覆癌症的治疗方法，预防和治疗精神分裂症和其他神经系统疾病。其核心是创建一个新的研究子领域，作者称之为“光遗传学”，或通过激光和纳米技术控制人类基因组。

“光子基因组接口的潜力是巨大的，”合著者、UB工程与应用科学学院电子工程副教授Josep M. Jornet博士说。“它可以大大减少对某些疾病的药物和其他疗法的需求。它还可能改变人类与机器的交互方式。”

从光遗传学到光遗传学

在过去的20年里，科学家们一直在结合光学和遗传学——光遗传学领域——以利用光控制细胞如何相互作用为目标。

通过这样做，人们可以通过纠正细胞之间的错误通信来开发新的疾病治疗方法。虽然很有前景，但这项研究并没有直接解决指导人类生长和许多疾病的基因蓝图中的断层。

新的研究开始解决这个问题，因为fgfr 1-代表成纤维细胞生长因子受体1-占据了大约4500个其他基因，这大约是人类基因组的五分之一。据人类基因组计划研究公司作者Michal K. Stachowiak估计。

“在某些方面，它就像一个boss基因，”UB雅各布医学和生物医学科学院病理学和解剖学教授Stachowiak博士说。“通过控制FGFR1，理论上有可能预防精神分裂症或乳腺癌和其他类型癌症的广泛基因障碍。”

激活拨动开关的研究小组可以通过创建微小的光子大脑植入物来操纵FGFR1。这些无线设备包括纳米激光器、纳米天线和未来的纳米探测器。

研究人员将植入物插入脑组织，该组织由诱导多能干细胞培养，并由光激活分子触发开关增强。然后，他们在组织上触发不同的激光-普通的蓝色激光，红色激光和远红色激光。

这种相互作用使研究人员能够激活和失活FGFR1及其相关的细胞功能——基本上是对基因的攻击。Stachowiak表示，这项工作最终可能使医生能够操纵患者的基因组结构，并提供一种预防和纠正基因异常的方法。他还在UB的生物医学工程系工作，这是雅各布学院和UB工程学院的联合项目。

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