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科学家使用超声波检测活细胞中的活性基因

超声波扫描已成为医生和患者医疗保健经验的重要组成部分。但是,它们在活细胞研究中也很重要,因为它们不会造成重大伤害。准确,便宜且易于学习的超声扫描在商店中仍然有一些惊喜。

细胞保持关闭和打开基因以调节基因表达。传统上,激活基因的检测涉及使用诸如绿色荧光蛋白(GFP)之类的荧光标记,当该基因活跃时会发光。众所周知,这对于可以在培养皿中检查的培养细胞很有效,但是在生物体内,如何看到这种荧光?

气泡:使体内的细胞对超声波可见

研究人员得出一个结论:使用超声波(一种非侵入性且无害的技术)来观察生物体并拾取这些细胞。但是它们遇到了另一个难题:使用常用的超声波波长无法真正区分出单个细胞。

然后,科学家们发现了一些细菌,它们生活在水中,并在微观尺度上产生蛋白质包封的气泡,以保持自身漂浮。通过增加到达超声探头的反射波的数量,这些使得宿主细胞可以被超声高度检测。

去年,当研究人员将通过注入气泡形成基因而被修饰的肠道细菌插入到活体小鼠的肠道中时,这一概念就经受了考验。使用超声波,他们能够检测肠道中的细菌簇。

基因构建:修饰哺乳动物细胞的细菌基因

但是细菌基因的工作方式不像哺乳动物基因,因此他们接下来致力于改进其技术,以使相同的基因在哺乳动物细胞内起作用。例如,每个细菌基因都需要一个启动子,该启动子会启动该基因编码的蛋白质的生产过程。该启动子可以并且通常被许多细菌基因共享。

但是哺乳动物基因更严格:每个基因都需要自己的启动子。研究人员巧妙地使用一种病毒蛋白将几种细菌基因粘在一起,这样他们就可以“愚弄”哺乳动物细胞,将它们视为单个哺乳动物基因,并通过单个启动子将它们全部打开。

这样,他们成功地证明了三个质粒形式的九个插入细菌基因在培养皿中的人胚肾(HEK)细胞内引起了令人满意的气泡形成。这是有史以来首次有六个以上的基因从细菌转移到哺乳动物细胞。

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