科学家们正在使用基于逻辑门的决策制定来创建调控基因的电路。
导游通常为游客提供方向指引，但想象一下，他们能否提供针对个人兴趣量身定制的个性化服务。最近，研究人员已将导向酶的导向 RNA 升级为能够根据不同信号控制网络的智能 RNA。这项开创性的研究在学术界引起了广泛关注。
来自 POSTECH 生命科学系的金钟敏教授及博士生姜汉哲和朴东元开发了一种多信号处理导向 RNA。这种 RNA 可以被编程来逻辑性地调节基因表达。他们的研究成果最近发表在国际分子生物学与生物化学期刊《核酸研究》中。
被称为“基因剪刀”的 CRISPR/Cas 系统是一种可以编辑基因序列以增强或去除生物功能的技术。这项技术的核心是导向 RNA，它指导酶在特定位置编辑基因序列。虽然 RNA 工程的进展导致了关于响应生物信号的导向 RNA 的研究，但实现基因网络对多重信号的精确控制一直是一个挑战。
在这项研究中，团队将 CRISPR/Cas 系统与生物计算结合起来，以克服这些挑战。生物计算是一项将生物组件与电子电路连接以编程细胞和生物体活动的技术。研究人员开发了一种能够基于输入进行决策的导向 RNA 基因电路，类似于布尔逻辑门，这是一种数字信号操作中的基本概念，代表输入与输出之间的关系。
团队成功管理了与大肠杆菌代谢和细胞分裂相关的重要基因，展示了结合多种逻辑门以处理各种信号和复杂输入的能力。他们使用该电路有效控制细胞形状和代谢过程。
这项研究的重要性在于它将现有系统和技术结合起来，以精确调控基因网络，使生物体能够处理、整合和响应多样化信号。它扩展了导向 RNA 的角色，不再仅仅是将酶引导到特定位置。
POSTECH 的金钟敏教授提到：“这项研究可能会导致基于与疾病相关的复杂基因电路中的生物信号精确设计基因治疗。”他进一步表示：“RNA 分子工程简化了设计类似软件的结构，这将极大推动癌症、遗传疾病、代谢病等个性化治疗的发展。”
该研究得到了科学与信息通信部、韩国国家研究基金会的资助，并得到了韩国各个项目和机构的支持。
