点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:合成生物学让“吃饼干治糖尿病”成为可能
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

合成生物学让“吃饼干治糖尿病”成为可能

来源:科技日报2021-12-09 10:21

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  北京大学药学院教授刘涛团队与华东师范大学叶海峰团队利用合成生物学技术开发出了一种新细胞,植入这种工程细胞的糖尿病小鼠,只要吃下特定的氨基酸饼干,就能提高胰岛素水平,进而降低血糖。

  吃块饼干治糖尿病?这个很多“糖友”梦寐以求的情景出现在近日的国际顶级期刊《自然·化学生物学》上——北京大学药学院教授刘涛团队与华东师范大学叶海峰团队利用合成生物学技术开发出了一种新细胞。在他们的研究中,植入这种工程细胞的糖尿病小鼠,只要吃下特定的氨基酸饼干,就能提高胰岛素水平,进而降低血糖。

  “这是首次将基因密码扩展技术用于细胞治疗。”论文通讯作者之一的刘涛告诉科技日报记者,吃下饼干的小鼠只需要90分钟就能降糖,和注射胰岛素起效时间相当。

  吃饼干吹响胰岛素生产开工号

  在“糖友”体内产生胰岛素,光靠吃“饼干”就可以吗?其实不是,饼干只是一把钥匙。

  论文通讯作者之一、华东师范大学生命学院研究员叶海峰解释,生物体内有3个不编码氨基酸的密码子(也叫终止子,其功能是终止蛋白质翻译),通过人为改造可以让其中一个只听“饼干”的命令。

  于是,改造过的密码子就有了双重身份——饼干里特殊的人工氨基酸一来,密码子配对,开启胰岛素的翻译过程,特殊的人工氨基酸一走,密码子还是“终止子”,整个流水线关闭。这才有了吃饼干合成胰岛素的完整治疗过程。

  给人工氨基酸开条“专线快递”

  但是问题又来了,饼干里的氨基酸在自然界里找不到,那自然也找不到匹配的运送系统。“原来负责转运氨基酸的信使RNA都有自己的密码子,就像京东物流负责运送京东的货物、顺丰快递负责运送顺丰的货物、圆通快递负责运送圆通的货物一样,现在多出来一个非天然的‘快递单’怎么办呢?”刘涛打了一个很形象的比方,为了解决这个问题,合成生物学又出手了。

  “我们给人工氨基酸开通了一个‘专线快递’。”刘涛说,一种人工的合成酶能够把非天然的氨基酸送到“快递员”手上,即通过氨酰化反应,把非天然氨基酸与特定的转运RNA连接起来,将它直送到胰岛素的“装配生产线”上。

  经过一系列“神操作”,饼干里的非天然氨基酸有如神助地直接成为生物体内胰岛素的重要组成部分。

  这种“专线快递”的正规名称叫“生物正交”,是指人造反应不会被机体内源的“元件”识别,也不干扰内源的生物化学过程。也就是说,胰岛素的整个制造过程不会干扰到其他生命活动。

  未来控制血糖或变得轻松简单

  “利用我们的技术,只需要浓度为每升纳摩尔级别的非天然氨基酸,给药1分钟就足以激活系统,表达释放胰岛素。”刘涛说,这种非天然氨基酸与很多功能饮料中添加的成分类似,对人体非常友好。

  动物试验研究显示,将改造过的工程细胞经材料包裹后植入小鼠皮下,给小鼠喂食含有非天然氨基酸的饼干,可以在一个月内稳定且有效地降低小鼠血糖。一系列动物安全性实验也表明,服用一个月有效剂量的非天然氨基酸后,小鼠并未出现明显的体重减低或其他生化指标的改变。

  “或许某一天,只需要每天饭前服用一粒非天然氨基酸药物,或食用含有非天然氨基酸成分、适合糖尿病患者的食物,就可以控制血糖了。”刘涛说。

  浙江大学药学院院长顾臻教授在论文同期刊发的评论中认为,通过合成生物学方法创建工程细胞进而产生治疗性蛋白质,是解决包括胰岛素在内的蛋白质分子稳定性差、生物半衰期短及其不受控释放等挑战的、极具吸引力的替代方法。(记者 张佳星)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平同俄罗斯总统普京会谈

  • 俄罗斯总统普京抵达北京开始访华

独家策划

推荐阅读
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
“九章四号”被应用于高效求解高斯玻色采样任务,其计算速度相比当前全球最快的超级计算机快1054倍(即量子优势比为1054),成功建立了国际上最强的量子计算优越性。
2026-05-15 03:15
夏粮收购是全年粮食收购的首战,对于保护种粮农民利益、维护粮食市场平稳运行、保障粮食稳定安全供给具有重要意义。
2026-05-15 03:25
5月14日,我国首座海上移动式多功能措施平台“海洋石油283”(又称“增产一号”)从青岛西海岸新区启运
2026-05-15 03:25
5月14日11时,朱雀二号改进型遥五运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,运载火箭全程飞行正常,二子级进入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-05-15 03:15
自然资源部13日发布的最新找矿成果显示,西藏罗布莎矿区新增铬铁矿资源量73.83万吨,实现矿山深边部找矿突破。找矿团队还在西藏东巧地区首次评价沉积型铬铁矿,新增伴生铬铁矿矿石量114.63万吨,拓展了我国铬铁矿找矿空间。
2026-05-15 02:55
加载更多