合成生物学五大挑战(4)

“人们对这类项目望而生畏，因为它需要太多的时间和金钱。”马萨诸塞州波士顿新创公司银杏生物工作室的创始人雷什玛·谢蒂说道。为了解决类似的瓶颈问题，银杏生物工作室开发了一个将基因部件组合起来的自动化系统，预定义侧翼序列的基因零部件，由机器人根据一套被称为“生物积木标准”的规则组装起来。

在加州大学伯克利分校，合成生物学家克里斯托弗·安德森和他的同事正在开发一个让细菌来做这项工作的系统。经过基因改造的大肠杆菌细胞，被称为“装配”细胞，与酶配合在一起，可以进行DNA片断的切割与缝合。还有的大肠杆菌细胞则被基因改造成为“选择”细胞，从剩余的生物零部件中整理挑拣出完整的产品。安德森的团队还计划用一种类病毒的噬菌粒将DNA运送到选定的细胞内。安德森说道，这个系统可将组装一个“生物积木”的时间从2天缩短到3小时。

挑战四：许多生物零部件不相兼容

合成基因电路构建完毕并载入细胞之后，就有可能对宿主产生非预期的影响。加州大学旧金山分校合成生物学家克里斯·沃伊特2003年时就遇到了这样的问题。沃伊特将从枯草芽孢杆菌中提取的一些基因零部件装配成为一个开关系统，目的是让某些基因在化学刺激下作出反应，激活某种基因表达。他想研究一下这个系统是否可以不依赖于枯草芽孢杆菌，于是他将这个基因电路送入大肠杆菌，结果证明不行。

“在显微镜下可以发现这些细胞都变得病恹恹的，”沃伊特说，“今天表现这样，明天又是一个样。”通过查找文献他发现，生物电路的某个部件打乱了大肠杆菌的自然基因表达。“生物电路设计本身没有问题，只不过某个部件是不兼容的。”