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設計DNA化學反應網絡實現細胞行為程序化調控
近日，中國科學院上海應用物理研究所在程序控制化學反應網絡（Chemical Reaction Networks, CRN）研究方面取得新進展，通過DNA分子反應構建瞭一種精確調控細胞粘附行為的DNA化學反應網絡，實現對芯片上細胞粘附行為的控制。相關研究結果發表在《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10176）上。
CRN在諸多細胞過程中扮演重要角色，如動態調節細胞間以及細胞與細胞外基質間的相互作用。這些過程對生命體的新陳代謝、組織分化、衰老死亡等起到重要的調控作用。人造基質充分模擬瞭生物系統，為藥物傳遞、生物分離、細胞工程等提供可行的平臺。然而，目前大部分基質的設計隻針對單一變量，難以如同生命體實現復雜功能化調控。因而，創造一種多重方式程序化調控細胞行為的技術被寄予厚望。
DNA-CRN具有信息存儲量大、可編程等優勢，可被設計成模塊化的生物計算機。其中，鏈置換技術在納米機器人、圖像處理、基因調控以及神經計算方面已經發揮出很大潛力。對細胞粘附行為的調控有助於深層次研究生命體。細胞外環境對細胞行為刺激過程起到至關重要的作用，而若想完全模擬胞外基質與細胞間的相互作用，需同時進行多種反應。針對這一問題，上海應物所物理生物學研究室研究員樊春海與華東師范大學教授裴昊合作，指導博士瞿祥猛、王少鵬、葛志磊等構建瞭一種DNA化學反應網絡。通過引入細胞因子RGD，實現瞭對細胞粘附行為的程序化操控，該過程快速且對細胞無損傷。由於該過程隻跟DNA序列設計有關，因此很容音響電容安裝重低音電容推薦易實現對於細胞行為的操縱。
這一研究為操縱生物信號、動態調控微觀環境以及器官芯片構建等提供瞭新的途徑。
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