加州大学圣地亚哥分校的控制策略有什么新进展大肠杆菌作为合成生物学的主力?爱博网投领导者一个群体中的细菌细胞被设计成不能通过化学信号相互交流，除非有一个特定的外部分子存在。

这项研究发表在2020年3月4日的《科学》杂志上自然通讯．

“我们希望这个系统可以增加合成基因电路的控制和安全性，从而促进它们向现实生活应用的过渡，”加州大学圣地亚哥分校生物工程博士生、该研究的第一作者阿里安娜·米亚诺说自然通讯纸。

这项工作来自加州大学圣地亚哥分校的实验室，由杰夫·海斯蒂领导，他是雅各布斯工程学院的生物工程教授，也是生物科学系的生物学教授。爱博网投领导者

传统上，合成生物学家使用被称为群体感应的天然细菌通信系统来控制他们用于诸如靶向药物递送等任务的细菌群落。

细菌群体感应是基于群体内细菌细胞间小信号分子的产生、扩散和接收。这些系统中的大多数依赖于每个细胞的内部资源来产生信号分子。

群体感应系统面临的挑战之一是它们难以受到外部监管。为了解决这个问题，加州大学圣地亚哥分校的研究人员创造了一个“诱导群体感应系统”。它的设计目的是让合成生物学家更好地控制细菌通信系统，从而更好地控制这些细菌群落正在执行的有用任务。

受在光合细菌古红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)中发现的遗传回路的启发，加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)的研究人员创造了一种群体感应系统，该系统只有在细菌被提供一种叫做对香豆酸的植物源化合物时才起作用。这种化合物存在于大多数水果和蔬菜中。

Miano说:“根据我们在培养基中提供的对香豆酸的多少，细菌的协调方式会有所不同。”“如果我们不给对香豆酸，细菌就不能相互交流，但当我们给它们提供中等浓度的对香豆酸时，它们就能发出信号，并分享有关其菌落大小的信息。”

“如果我们给它们太多，它们就会产生过多的信号分子，这些信号分子会欺骗它们，使它们表现得好像它们一直是大群体的一部分，”米亚诺说。

加州大学圣地亚哥分校的生物工程师展示了他们的诱导群体感应电路，通过与裂解基因共表达，可以控制细菌细胞在时间和空间上的协调。

选择通过裂解基因进行演示建立在加州大学圣地亚哥分校Hasty实验室之前的项目基础上，包括研究如何利用细菌裂解在肿瘤周围输送抗癌药物。

在这项新工作中，加州大学圣地亚哥分校的研究人员展示了与目前可用的本地群体感应系统相比，诱导群体感应如何极大地扩展对该货物输送平台的控制。

特别是，研究人员使用低浓度和中浓度的对香豆酸，使具有新型诱导群体感应电路和裂解基因的细菌群体在不运送货物和稳定运送货物之间切换。

利用裂解基因和传统的群体感应系统，只有当细菌达到足够高的浓度时，货物才会被运送出去。

“我们只是触及了这个通信系统潜力的表面。我们很高兴看到将其与不同基因的表达结合起来的应用。”

研究人员还证明，将细菌置于高浓度的对香豆酸中，迫使它们不断产生裂解蛋白，从而消灭所有的细胞，而不受种群大小的影响。(见视频)