細(xì)胞培養(yǎng)是細(xì)胞生物學(xué)的基礎(chǔ)，Ausbian進(jìn)口胎牛血清，為細(xì)胞培養(yǎng)提供營養(yǎng)保障，幫助細(xì)胞狀態(tài)更穩(wěn)定。

細(xì)胞生物學(xué)是由蛋白質(zhì)活動在空間和時(shí)間上的動態(tài)組織所激活的。通過特定蛋白質(zhì)在何時(shí)何地起作用，細(xì)胞可以從一組共同的保守分子成分中構(gòu)建生長、信息處理和運(yùn)動所需的各種功能。單細(xì)胞水平時(shí)空組織的破壞可導(dǎo)致人類疾病，和細(xì)菌和病毒經(jīng)常以新的方式模式宿主細(xì)胞活動來劫持宿主細(xì)胞生物學(xué)。因此，時(shí)空信號是動態(tài)細(xì)胞生物學(xué)的一個(gè)引擎，需要更深入的理解和更大的工程控制。

雖然合成轉(zhuǎn)錄回路和嵌合信號受體在近年來取得了巨大進(jìn)展，但我們控制活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)時(shí)空動態(tài)的能力仍然有限。這是該領(lǐng)域的一個(gè)主要弱點(diǎn)，因?yàn)楸M管轉(zhuǎn)錄可以調(diào)節(jié)動態(tài)細(xì)胞行為背后的蛋白質(zhì)生產(chǎn)，但它不能在空間和時(shí)間上重組蛋白質(zhì)和活動以創(chuàng)造新的蛋白質(zhì)?，F(xiàn)有的產(chǎn)生時(shí)空控制的策略包括蛋白質(zhì)定位序列和光遺傳二聚化電路。雖然這些方法很強(qiáng)大，但它們迫使人們在遺傳可編碼性和動態(tài)控制之間做出選擇，無法概括所有活細(xì)胞的特征——自組織。因此，合成生物學(xué)在很大程度上無法模擬細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)鍵編程語言之一。

為了在人體細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)基于蛋白質(zhì)的反應(yīng)擴(kuò)散系統(tǒng)，科研人員重新設(shè)計(jì)了一種來自細(xì)菌的定位電路——MinDE系統(tǒng)，它與真核系統(tǒng)是正交的在大腸桿菌中，分裂機(jī)制是通過反應(yīng)擴(kuò)散過程驅(qū)動的質(zhì)膜上的極對極蛋白振蕩來定位的:MinD atp酶的核苷酸依賴膜關(guān)聯(lián)被其atp酶激活蛋白MinE拮抗。在體外，MinD和MinE在支持的脂質(zhì)雙分子層上自組織成動態(tài)和靜態(tài)蛋白質(zhì)模式，，并且當(dāng)這些成分在真菌中表達(dá)時(shí)，已經(jīng)報(bào)道了MinDE波現(xiàn)象這些要求表明，MinDE可能在哺乳動物細(xì)胞中產(chǎn)生反應(yīng)-擴(kuò)散行為，為更復(fù)雜的時(shí)空回路提供了起點(diǎn)。

近日，科研人員證明了MinDE系統(tǒng)可以作為人體細(xì)胞中的可編程反應(yīng)擴(kuò)散系統(tǒng)，并作為一個(gè)多用途的時(shí)空電路構(gòu)建平臺。

相關(guān)研究發(fā)表在《Cell》上，文章標(biāo)題為:" A programmable reaction-diffusion system for spatiotemporal cell signaling circuit design".

該研究確定了在遺傳和生化水平上編程MinDE模式的時(shí)空行為的簡單規(guī)則。這些蛋白質(zhì)模式作為一個(gè)合成生物學(xué)模塊，可以通過簡單的蛋白質(zhì)工程策略連接到細(xì)胞內(nèi)的其他成分和途徑。研究展示了這些電路在理解和工程后生動物細(xì)胞生物學(xué)方面的許多應(yīng)用。其中包括利用振蕩蛋白質(zhì)動力學(xué)作為“細(xì)胞無線電信號"在頻域識別細(xì)胞身份和結(jié)構(gòu);利用這些信號對亞細(xì)胞信號動態(tài)進(jìn)行編碼和廣播;并通過一系列時(shí)空動態(tài)對下游細(xì)胞活動進(jìn)行模式化。關(guān)鍵的電路行為可以通過擴(kuò)展細(xì)菌系統(tǒng)的現(xiàn)有模擬框架來建模。MinDE電路的模塊化以及它們可以嵌入到現(xiàn)有合成生物學(xué)范例中的簡單性，為可視化、探測和干擾細(xì)胞生物學(xué)提供了一套工具。