新華社北京1月6日電 美國賴斯大學的研究團隊近日宣布，他們針對生物細胞內的磷酸化過程開發出一套新工具，用于人工合成生物“智能電路”，使細胞對外界信號作出合適的快速響應，從而幫助診斷和治療癌癥、自身免疫疾病等復雜疾病。
磷酸化是指在蛋白質或其他生物分子上添加一個磷酸基團，改變其性質。磷酸化在多種重要生理過程中起到關鍵作用。細胞接收到環境信號時，會通過一連串復雜的磷酸化反應作出最終響應，包括分泌特定物質、表達特定基因等。
細胞的蛋白質磷酸化信號網絡就像一個復雜電路，輸入的物理或化學信號經過放大和轉換處理，變成代謝、基因調控等輸出信號。模仿其功能在細胞內建造可調控的生物“電路”，在疾病診療方面有巨大應用潛力。
磷酸化信號網絡具有模塊化性質，可以區分為一些基本單元，每個單元包含相對獨立的反應循環，單元之間相互連接。賴斯大學的團隊在新一期美國《科學》雜志上發表論文說，他們利用這種特性合成出可調控的單元，并以新的方式連接這些單元，成功實現了與天然磷酸化過程相似的功能。
在實驗中，研究人員合成出能感知腫瘤壞死因子-α的電路，它發現T細胞釋放出這種細胞因子后，會迅速建立抗炎癥的控制回路，以抑制T細胞的活性，將相關細胞因子維持在低水平。該電路驗證了新工具的靈敏性和有效性，并可幫助對抗免疫系統過于活躍導致的自身免疫疾病。