巴塞罗那庞培法布拉大学 细菌E
新合成系统诱导的大肠杆菌形成模式
信用:Jordi Pla /ACS
二十世纪最受尊敬的物理学家之一理查德·费曼说:“我不能创造什么，我不明白
“毫不奇怪，许多物理学家和数学家已经观察到基本的生物过程，目的是精确地识别可能产生它们的最小成分
艾伦·图灵观察到的自然模式就是这样一个例子
这位才华横溢的英国数学家在1952年证明，完全同质的组织可以用来创造复杂的胚胎，这是有可能的，而且他使用了迄今为止最简单、最优雅的数学模型之一
这种模型的一个结果是，细胞或组织显示的对称性在一系列条件下会被打破
然而，图灵无法测试他的想法，并且在生物学技术的突破能够决定性地评估它们之前，他花了70多年的时间
图灵的梦想可以通过费曼的提议变成现实吗？基因工程已经证明了它可以
现在，UPF和西班牙国家研究委员会(CSIC)的联合中心——进化生物学研究所(IBE)的一个研究小组已经开发了一种新型模型，其使用合成生物学的实施可以用最少的成分再现在胚胎中观察到的对称性破坏
研究小组已经成功地通过合成生物学实现了(通过将其他物种的部分基因引入大肠杆菌
大肠杆菌)一种在更复杂的动物中观察到的产生空间模式的机制，例如果蝇或人类
在这项研究中，研究小组观察到改良的大肠杆菌菌株
大肠杆菌通常以(对称的)圆形模式生长，就像图灵预测的那样，以花瓣间隔规则的形状生长
“我们想建立一个在东半球从未出现过的对称性破缺
萨尔瓦·杜兰-内布莱达说，他在复杂系统实验室进行了这项博士研究，目前是IBE技术进化实验室的博士后研究员
东方的进化
使用合成生物学修饰的大肠杆菌菌落
信用:萨尔瓦多杜兰 使用新的合成平台，研究小组能够识别出调节东半球空间模式出现的参数
大肠（杆）菌的
“我们已经看到，通过调节三种成分，我们可以诱导对称性破缺
从本质上说，我们已经改变了细胞分裂、细胞间粘附和远距离通信能力(群体感应)，也就是说，当有集体决定时，我们就能感知，”杜兰-内布拉达评论道
在E
大肠杆菌模型可应用于更复杂的动物模型或昆虫群落设计原则
“就像器官或微型器官可以帮助我们开发疗法而不必求助于动物模型一样，这种合成系统为在一个简单得多的体外系统中理解胚胎发育这一普遍现象铺平了道路，”IBE复杂系统小组的ICREA研究员、该项研究的负责人理查德·索勒说
带有大肠杆菌的培养皿
新合成系统诱导的大肠杆菌形成模式
信用:李嘉德·索莱
这项研究中开发的模型是同类研究中的第一个，可能是理解一些胚胎发育事件的关键
“我们必须将这一合成系统视为一个平台，用于学习设计产生结构的不同基本生物机制，例如从受精卵到形成完整生物体的步骤
此外，这些关于机械和生物过程的前沿知识，可能对理解发育障碍非常有用，”杜兰-内布拉斯加达总结道
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