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

  • 习近平出席中法企业家委员会第七次会议闭幕式并致辞

  • 大江南北传法治音——国家宪法日普法教育全景图

独家策划

推荐阅读
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
转录组测序显示,受体植物中茉莉酸信号通路被激活;高效液相色谱-质谱检测证实,受体植物根系中茉莉酸及活性衍生物JA-Ile含量增加。”  该团队发现,茉莉酸甲酯处理能模拟菌根网络介导的互作效应,激活植物茉莉酸通路,改变根际微生物组,富集有益菌。
2025-12-02 10:06
中国科学技术大学教授潘建伟、朱晓波、彭承志、龚明等与山西大学教授梅锋等合作,基于可编程超导量子处理器“祖冲之二号”,首次在量子体系中实现并探测了高阶非平衡拓扑相。
2025-12-01 09:33
在距离海平面千米的深海,阳光无法抵达,海水冰冷,压力极大。然而,在环境极端的“海底沙漠”中,却生长着形态各异、结构复杂的深海珊瑚,构建起生机勃勃的海底“秘密花园”。
2025-12-01 09:32
推动科技创新和产业创新深度融合,是加快发展新质生产力、建设现代化产业体系的内在要求,也是塑造高质量发展新动能新优势的战略抉择。
2025-12-01 09:23
红小豆又名赤豆、小豆,是中国老百姓餐桌上一种颇受欢迎的杂粮,但科学家对其基因组的了解还不够深入。
2025-12-01 09:23
在“梦想”号问世之前,中国科学家想要开展深海大洋钻探研究,只能“借船出海”。
2025-12-01 09:22
加载更多