科学家开发出一种生物电子设备 可以调节人体内的基因

听起来像科幻小说，对不对?巴塞尔生物系统科学与工程系ETH技术与生物工程学教授Martin Fussenegger

领导的一组研究人员发表了一项研究，这是第一个探索如何使用电信号直接激活和调节基因表达的研究。

这项发表在《科学》杂志上的研究概述了研究人员在老鼠身上进行测试的原型设备，他们确定该设备可以“完美地”工作。Fussenegger说：“长期以来，我们一直希望直接用电来控制基因表达;现在我们终于成功了。”

设计细胞是合成生物学的新兴焦点，有望在实质上产生或产生治疗剂。总体而言，研究团队在创建能够对体内某些生理状态(例如，不同的血脂水平或血糖水平)做出反应的遗传网络和合成植入物方面拥有大量经验。已经证明，此类网络除了对外界刺激(例如光)外，还对生化刺激做出反应。但是电呢?

未来生物电子设备

那是下一个挑战。Fussenegger及其团队设计了一种生物电子设备，该生物电子设备由若干组件组成，包括印刷电路板和包含工程人β细胞的胶囊，其创建的目的是使它们通过迅速从细胞内储存囊泡释放胰岛素来应对膜去极化。连接这两个组件的电缆很细。生物电子设备被植入体内，人体外部的无线电信号激活设备内的电子设备，随后电子设备直接将信号传输到细胞。该信号触发细胞膜上的电荷逆转，因此钙离子流入细胞，钾离子流出。暂时的电荷逆转激活了胰岛素产生基因，结果胰岛素被转运到膜上，然后释放。

在这项研究中，研究人员在1型糖尿病小鼠模型中测试了他们的设备，将其皮下植入，并发现电触发的囊泡释放系统可以实时恢复正常血糖水平，胰岛素水平在10分钟内达到峰值。

研究人员认为，从理论上讲，该设备可以植入糖尿病患者的体内，并连接到他们智能手机上的应用程序。一旦患者吃了食物并且血糖水平开始上升，他们就可以使用手机上的应用程序来触发电信号，此后不久，细胞就可以被触发释放所需量的胰岛素，从而调节每个患者的胰岛素水平。血糖水平。

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