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迈出了一步
现在似乎一切都在无线化。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发育到成人的过程中起着关键作用大脑组织．
该研究的作者说，操纵这种基因的能力可能会导致新的癌症治疗方法，以及预防和治疗精神障碍(如精神分裂症)的方法。
由布法罗大学研究员Josep M. Jornet, Michal K. Stachowiak, Yongho Bae和Ewa K. Stachowiak领导的这项工作发表在6月版的《科学与科学》杂志上电气与电子工程师学会论文集．
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。该研究的作者称其为“光基因组学”，即通过控制人类基因组来创建一个新的研究子领域激光和纳米技术。
“光基因组界面的潜力是巨大的，”联合作者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。“它可以大大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互动的方式。”
从“光遗传学”到“光基因组学”
在过去的20年里，科学家们一直在将光学和遗传学结合起来光遗传学其目标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交流来开发新的疾病治疗方法。虽然前景光明，但这项研究并没有直接解决指导人类生长和导致许多疾病的遗传蓝图中的故障。
这项新研究开始解决这个问题，因为fgfr1(即成纤维细胞生长因子受体1)控制着大约4500个其他基因，约占人类基因总数的五分之一人类基因组研究合著者迈克尔·k·斯塔乔维亚克说，这是人类基因组计划估计的结果。
“在某些方面，它就像一个老板基因，”布布罗大学雅各布斯医学和生物医学学院病理和解剖科学系教授斯塔乔维亚克博士说。“通过控制FGFR1，理论上可以预防精神分裂症、乳腺癌和其他类型癌症中普遍存在的基因失调。”
光激活拨动开关
该研究小组能够通过制造微型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脑组织，脑组织由诱导多能干细胞培养而来，并通过光激活分子开关进行增强。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灭活FGFR1及其相关的细胞功能——本质上是侵入该基因。Stachowiak说，这项工作最终可能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，他还在布法罗大学生物医学工程系任职，这是雅各布斯学院和布法罗大学工程学院的一个联合项目。
下一个步骤
这项技术还远未进入医生办公室或医院，但研究团队对接下来的步骤感到兴奋，包括在3d“迷你大脑”和癌变组织中进行测试。其他研究作者包括布法罗大学电气工程系的Pei Miao和Amit Sangwan;布法罗大学病理解剖科学系的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-居里癌症纪念中心和肿瘤研究所的安娜·巴尔塞拉克。
