细胞编程：新的RNA工具提高了合成遗传回路的精度

研究人员成功开发了一种模块化合成平移耦合元件（SynTCE），显著提高了合成生物学中遗传回路的精度和集成密度。他们的研究最近发表在《核酸研究》杂志上，该团队由浦项制铁生命科学系的Jongmin Kim教授以及研究生Hyunseop Goh和Seungdo Choi领导

合成生物学是一个研究领域，通过利用天然和合成的遗传调控工具为生物体赋予新的功能。通过合成生物学改造的生物体可以应用于各个领域，包括疾病治疗、塑料降解微生物和生物燃料生产

特别是，多顺反子操纵子系统，其中多个基因协同表达形成复合物并执行特定功能，对于在有限资源下最大限度地提高编码效率至关重要

然而，为了精确设计复杂的基因电路，必须尽量减少生物部分之间的干扰，并提高编码密度以实现有效的基因电路集成。由于蛋白质翻译过程中的干扰，基于合成RNA的翻译调控部分在调节多个基因和实现高精度电路功能方面经常遇到限制

为了解决这个问题，金教授的团队专注于翻译偶联，这是一种常见于调节多个基因的操纵子中的天然基因调控机制，上游基因的翻译会影响下游基因的翻译效率。通过这项研究，该团队设计了模拟这种机制的SynTCE，并成功地将其与合成生物RNA设备集成，以创建更有效的遗传回路

通过将SynTCE架构集成到该团队之前报道的RNA计算系统中，使用SynTCE将输入信号准确地传输到下游基因，大大提高了遗传回路的集成密度，使系统能够以前所未有的能力同时控制单个RNA分子中的多个输入和输出

值得注意的是，通过精确控制蛋白质N端并消除蛋白质翻译中的干扰，SynTCE可以应用于生物遏制技术，以选择性地消除靶细胞并将蛋白质引导到程序化的细胞位置。这项技术有望推进精确的功能控制，并促进细胞中所需的生物操作

金教授表示：“这项研究标志着在实现复杂和准确的基因电路设计方面取得了重大进展。这种新设计将应用于定制细胞疗法、生物修复微生物和生物燃料生产等各个领域。”