研究人员通过无线网络破解了“老板”基因，朝着重新编程人类基因组的方向迈出了一步
现在似乎所有的东西都是无线的。现在，这包括重新编程人类基因组的努力。
布法罗大学领导的一项新的研究描述了研究人员如何在实验室中无线控制fgfr1基因，该基因在人类从胚胎成长为成人的过程中起着关键作用大脑组织．
该研究的作者说，操纵基因的能力可能会带来新的癌症治疗方法，以及预防和治疗精神分裂症等精神障碍的方法。
这项研究由布法罗大学的研究人员Josep M. Jornet、Michal K. Stachowiak、Yongho Bae和Ewa K. Stachowiak领导，发表在6月版的《科学》杂志上电气与电子工程师学会学报．
这代表着基因操纵技术向前迈进了一步，该技术可能会颠覆癌症的治疗，以及精神分裂症和其他神经系统疾病的预防和治疗。这项研究的核心是创建一个新的子研究领域，该研究的作者称之为“光基因组学”，或通过控制人类基因组激光和纳米技术。
“光基因组接口的潜力是巨大的，”合著者Josep M. Jornet博士说，他是UB工程与应用科学学院电气工程系的副教授。“它可以大幅减少对某些疾病的药物和其他疗法的需求。它还可能改变人类与机器的互动方式。”
从“光遗传学”到“光基因组学”
在过去的20年里，科学家们一直在把光学和遗传学结合起来光遗传学-目的是利用光来控制细胞之间的相互作用。
通过这样做，人们有可能通过纠正细胞之间发生的错误沟通来开发新的疾病治疗方法。尽管前景广阔，但这项研究并没有直接解决指导人类生长和许多疾病的遗传蓝图的故障。
这项新研究开始解决这个问题，因为fgfr1——它代表成纤维细胞生长因子受体1——控制着大约4500个其他基因，约占人类基因的五分之一人类基因组据人类基因组计划估计，该研究的合著者Michal K. Stachowiak说。
“在某些方面，它就像一个boss基因，”斯塔乔维亚克博士说，他是布加勒斯特大学雅各布斯医学院和生物医学科学系的病理和解剖科学系教授。“通过控制FGFR1，理论上可以防止精神分裂症、乳腺癌和其他类型癌症中广泛存在的基因失调。”
光控开关切换
该研究小组能够通过制造微小的光子大脑植入物来操纵FGFR1。这些无线设备包括纳米激光器和纳米天线，未来还包括纳米探测器。
研究人员将植入物插入大脑组织中，该组织由诱导多能干细胞生长而成，并用光激活分子开关增强。然后他们在组织上触发不同的激光——常见的蓝色激光、红色激光和远红色激光。
这种相互作用使研究人员能够激活和禁用FGFR1及其相关的细胞功能——本质上是侵入该基因。这项工作可能最终使医生能够操纵病人的基因组结构，提供一种预防和纠正基因异常的方法，Stachowiak说，他还在布法利亚大学生物医学工程系任职，该学系是雅各布斯学院和布法利亚大学工程学院的一个联合项目。
下一个步骤
这项研究还远未进入医生的办公室或医院，但研究团队对下一步的进展感到兴奋，包括在3d“迷你大脑”和癌组织中进行测试。该研究的其他作者还包括布罗约大学电气工程系的Pei Miao和Amit Sangwan;布法罗大学病理和解剖科学系的Brandon Decker、Aesha Desai、Christopher Handelmann;梁峰，宾夕法尼亚大学博士;以及波兰玛丽亚·斯克洛多夫斯卡-居里纪念癌症中心和肿瘤研究所的安娜·巴尔切拉克。
